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    [技术]衍射透镜元件 [复制链接]

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    在线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 49dd5ddr  
    WqXbI4;pJ  
    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。 #>mr[   
    Ct=- 4  
    在哪里可以找到组件?       fDvl/|62{  
    p|&Yku=  
                 ,kF}lo)  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           nAjO6g6E  
    D IzH`|Y  
    波前相位响应 !WpBfd>v.I  
    % Cv D-![0  
     X  .5aMm  
                                                                                 HLZ;8/|48m  
    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。 LkK~%tY  
    twlk-2yT!  
    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)。 .b6VQCS~9  
    6Qy@UfB  
     &qr;IL7'  
    （来自VirtualLab Fusion手册） Gch[Otq]%  
                                                                                     @>)r}b  
    理想衍射透镜的参数设置 vWf; 'j  
    KNLfp1!  
                                                         d BJJZ^(  
    U}PiY"S<  
    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。 Vy938qX   
    )Hk3A$6(  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 OSf}Q=BL  
    Q&eQQ6b^Ih  
    )_i qAqkS  
                                                                               W>p-u6u%E|  
    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: @Q/-s9b  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 (C@~3!AVa  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 {'2@(^3  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 Lg*B>=  
    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。 pD01,5/  
    FTQ%JTgT  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     GrAujc5|  
    frT]5?{  
    实衍射透镜的参数设置 0#S W!b|%  
    T<w5vqFDu  
     y1bbILWej  
    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。 Qe5U<3{JZ  
    m:WyuU<  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 9J>&29@us0  
    =<X?sj5  
    可用结构的高度计算(TEA) Ffv`kn@  
    6^"=dn6K  
                                           |<.lW  
    衍射曲面高度结构定义为： P5#r,:zL  
    Xp8]qH|K   
                                                                                   .D: Z{|.1  
    '=G|Sq^aO  
    可选参数-分层水平                                                                                 WeQk<y  
    )p~BQ~eip;  
     cnFI &,FM  
    8qu2iPOcZ  
    总结：真实衍射透镜计算方法 72Iy^Y[MX  
    3`ELKq  
    !>e5z|1   
                                                                             ,>eMG=C;g  
    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： 0DmMG  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 ~D5\O6mU-  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 k25WucQ  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 =|%Cu&  
    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。 $n+w$CI)  
     5c^Z/ Jl$c  
     
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