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    [技术]衍射透镜元件 [复制链接]

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    科学家
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-06-29
    摘要 9/29>K_  
    f\dfKNm6  
    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。 CA0XcLiFt  
    Jg[Ao#,==  
    在哪里可以找到组件?       N4C7I1ihq  
    .>F4s_6l  
                 #DFi-o&-  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           iBAP,cR?`  
    ]$Z:^" JS3  
    波前相位响应 MXcW & b  
    0GrM:Lh y  
     Na/Y1RW  
                                                                                 |A 'I!Jm  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 Ql)hIf$Oo  
    Cn3 _D  
    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)。 N7J?S~x  
    A)sYde(  
     WV$CZgL  
    （来自VirtualLab Fusion手册） lUs$I{2_  
                                                                                     ulIEx~qP  
    理想衍射透镜的参数设置 h9ScN(|0y  
    dJ6fPB|k  
                                                         b^d{$eoH?|  
    I61S0l z/  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 7:u+cv  
    q%d G>!  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 v5S9h[gT  
    N~O3KG q  
    lJu^Bcrv  
                                                                               P{n#^4  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: ? x #K:a?  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 dz9U.:C  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 }<A.zwB<i  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 Re8x!e'>  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 c("|xe  
    El<*)  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     *tF~CG$r  
    b/z-W`gw  
    实衍射透镜的参数设置 TR0y4u[  
    (CxA5u1|l  
     Lkm-<  
    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。 YK3>M"58  
    ?ZRF]\dP]  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 +;q\7*  
    #_ |B6!D!  
    可用结构的高度计算(TEA) 4@?0wV  
    #,d~t  
                                           sg $db62>  
    衍射曲面高度结构定义为： }UW7py!TN  
    Sf,z  
                                                                                   R#d~a;j  
    C:J;'[,S  
    可选参数-分层水平                                                                                 +H2Jhgi  
    ~ 1h#  
     .c"nDCFVR  
    :]-oo*xP  
    总结：真实衍射透镜计算方法 K.)!qkW-%S  
    b0$)G-E/Y  
    Q*smH-Sw  
                                                                             2^WJ1: A  
    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： l'+3 6  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 !LN8=u.  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 !2LX+*;  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 :X;G]B .  
    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。 =:WZV8@%  
     !!1?2ine  
     
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