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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 B*\$ /bk,  
    ^SZw`]  
    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。 jY7=mAd  
    \K}-I  
    在哪里可以找到组件?       3&'2aW   
    [SVhtrx|%  
                 C ye T]y  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           GCDwWCxh  
    %$@1FlqX;  
    波前相位响应 z{9=1XY  
    f-;$0mTQ  
     I>PZYh'.T  
                                                                                 &59F8JgJ  
    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。 _V@WNo%B  
    xwRhs!`t1  
    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)。 ~ 9GOk;{~&  
    s~*}0-lS  
     HPrq1QpK  
    （来自VirtualLab Fusion手册） k<a;[_S  
                                                                                     XZ`:wmc|  
    理想衍射透镜的参数设置 ^/HW$8wEi  
    0RUi\X4HI  
                                                         {C3U6kKs;R  
    S,)d(g3>  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 62)d22  
    E@-ta):  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 JK]R*!{n  
    MtS3p>4  
    ~ 3^='o  
                                                                               b_TS<,  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: jjRUL.  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 B z^|SkEit  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 Q8T`wd$D#  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 <a4 TO8  
    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。 #]CFA9 z  
    @@@=}!<H=  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     Y34/+Fi  
    <3 TA>Dz  
    实衍射透镜的参数设置 Xa," 'r  
    O~!T3APGU  
     [U>@,BH  
    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。 `0ZZ/] !L  
    mMSh2B  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 Xd<t5{bD!  
    7Ym(n8  
    可用结构的高度计算(TEA) .~>?*}  
    +x=)/;:  
                                           Df4+^B,1  
    衍射曲面高度结构定义为： ljC(L/I  
    :Zt2'vcGpf  
                                                                                   a2w T6jY  
    -#In;~  
    可选参数-分层水平                                                                                 iCj2"T4TN  
     7I=C+  
     ,HB2 hHD  
    =w$tvo/  
    总结：真实衍射透镜计算方法 s&a1y~rv  
    ht=P\E  
    v>Lm;q(  
                                                                             SJ?6{2^  
    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： 7%MbhlN.  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 0nJE/JZ  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 x YfD()w<I  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 2f>PO +4S{  
    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。 2 PqS%`XiS  
     G(iJi  
     
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