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    [技术]衍射透镜元件 [复制链接]

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    离线infotek
    科学家
     
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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-06-29
    摘要 ,PRM(n-  
    n{Jvx>);  
    如今，衍射透镜在现代光学的各种应用中得到广泛的使用。微结构表面被用来取代笨重的光学元件，与传统镜头相比，得益于尺寸和重量的减小。在快速物理光学软件VirtualLab Fusion中，这些结构既可以以理想化的形式建模，具有预定义的阶次和效率，也可以更现实地建模，包括对实际微观结构表面的精确分析。本文介绍了VirtualLab Fusion的衍射透镜组件、可用的选项和应用的建模方法。 4,H}'@Db}  
    yKZ~ ^  
    在哪里可以找到组件?       O|7q,bEm^  
    ]N1$ioC#  
                 x"AYt:ewuc  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           Fhxg^  
    $6fHY\i#R  
    波前相位响应 ^_5$+  
    ?3KI}'}EM  
     P|HY=RM a  
                                                                                 sS5#Q  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 J5J3%6I  
    W'gCFX  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 \iowAo$  
    PK3T@Qv89  
     f=/S]o4/3  
    （来自VirtualLab Fusion手册） JEJ] '3  
                                                                                     wZfR>|f  
    理想衍射透镜的参数设置 &e,xN;  
    >Cd%tIie*  
                                                         zb9d{e   
    G-"#3{~2  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 > )#*}JI  
    /"iYEr%_  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 'ARQ7 Q[`  
    V7rcnk#  
    Wt8;S$!=R  
                                                                               .V/TVz!b  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: [>"qOFCr#:  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 vNE91  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 Ih,~h[  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 ZP%^.wxC  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 i9.5 2  
    3%<ia$  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     x( mY$l,il  
    |":^3  
    实衍射透镜的参数设置 -pqShDar|  
    m"U\;Mw?  
     >b{%j8u M  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 C=PBF\RkKu  
    i"w$D{N  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 m?<C\&)6x  
    qQpR gzw  
    可用结构的高度计算(TEA) _V8pDcY  
    EO'3;mo,  
                                           II~D66 bF  
    衍射曲面高度结构定义为： aYPzN<"%  
    I"@5=m5  
                                                                                   b;x^>(It  
    d>vGx  
    可选参数-分层水平                                                                                 ~f%gW  
    <7TpC@"/g  
     R )?8A\<E  
    1Ete;r%5=  
    总结：真实衍射透镜计算方法 u :m]-'  
    -u{k  
    jr!x)yd  
                                                                             :1.$7W t  
    用傅里叶模态法/严格耦合波分析(FMM/RCWA)或薄元近似(TEA)的局部线性光栅近似(LLGA)来计算真实的衍射透镜表面。其步骤是： \f{C2d/6j  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 7J>n;8{%?  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 1RcaE!\p  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 O 6A:0yM4  
    4. 对于真实的衍射透镜，VirtualLab Fusion会自动在FMM/RCWA和TEA之间进行选择。如果本地光栅周期大于波长的5倍，则使用TEA。否则，将使用FMM/RCWA对实际结构进行建模。 W"wP%  
      Xv:<sX  
     
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