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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-06-29
    摘要 L< MIl[z7  
    .Dw^'p>  
    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。 *D: wwJ  
    qb+vptg@I  
    在哪里可以找到组件?       Nz+Jf57t  
    I' URPj:t  
                 7o$4ov;T  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           `>@n6>f  
    33O@jb s@  
    波前相位响应 u!([m; x|  
    %N!2 _uk5  
     D`=hP( y^  
                                                                                 Ybr&z7# 2  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 ,!"\L~6  
    ;c5Q"  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 [XA  f=x  
    o0:[,ock  
     O!!Ne'I  
    （来自VirtualLab Fusion手册） tlU&p'  
                                                                                     ER:)Fk>_  
    理想衍射透镜的参数设置 kcd~`+C  
    tA+ c  
                                                         |V2+4b,  
    IrU}%ZVV  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 hSmu"a,S  
    i%7b)t[y  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 Y-%S,91O  
    8=^o2&  
    X0X!:gX  
                                                                               \2!v~&S  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: * %p6+D-C  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 !=(~e':Gv  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 |okS7.|IX  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 pIh%5Z U  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 j|f$:j  
    v4}kmH1  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     3IqYpK(s  
    > m GO08X  
    实衍射透镜的参数设置 ?@ ei_<A{  
    z T|]!',  
     4C&L%A  
    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。 ]p(jL7  
    `jR;RczC  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 ZFy>Z:&S,  
    s}Q%]W  
    可用结构的高度计算(TEA) .^^YS$%%7  
    ET4 C/nb  
                                           +%%FT#ce  
    衍射曲面高度结构定义为： zmI?p4,  
    LEMgRI`rf  
                                                                                   Xidt\08s  
    b'Gn)1NE  
    可选参数-分层水平                                                                                 U$KdY _Z97  
    d;KrV=%30s  
     4*9y4"  
    MjMPbGUX{  
    总结：真实衍射透镜计算方法 #`5 M( o  
    $l:?(&u  
    xq',pzN  
                                                                             : 0Nd4hA  
    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： Ue|]M36  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 `Nnqdc2  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 r=dFk?8XbC  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 _N~h#(  
    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。 vs|>U-Mpw~  
     ~SkdP7 )  
     
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