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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 AV^Sla7|_  
    3NC-)S  
    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。 #ZPy&GIr  
    %SD=3UK6  
    在哪里可以找到组件?       |csR"DOqz  
    tS&rR0<OW  
                 'U3+'du^8  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           "+:~#&r  
    )gP0+W!u  
    波前相位响应 cQldBc  
    i-_ * 5%A  
     XhxCOpO  
                                                                                 RE}$(T=  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 0s8w)%4$  
    6zJfsKf$  
    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)。 <X1^w  
    #OVf2  "  
     #iAEcC0k5  
    （来自VirtualLab Fusion手册） V+2C!)f(  
                                                                                     298@&_  
    理想衍射透镜的参数设置 ]M5w!O!  
    Wa+q[E  
                                                         O6$d@r;EK]  
    &p#$}tm  
    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。 ]EZiPW-uy  
    d y^zOqc  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 _}(ej&'f  
    o7;#B)jWS  
    5T4!' 4n  
                                                                               BNe6q[ )W~  
    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: sHQ82uX  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 :gJ?3LwTf  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 _M;M-hk/  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 -r!sY+Z>  
    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。 uWE :3  
    H~Fb=.h]U  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     a2'f#[as  
    ,aBo p#  
    实衍射透镜的参数设置 o)pso\;  
    3.?kxac  
     pZg}7F{$  
    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。 aEW sru  
    e=m=IVY #W  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 CFU'- #b  
    e7^B3FOx  
    可用结构的高度计算(TEA) @ =M:RA  
    da/Tms`T  
                                           - .EH?{i  
    衍射曲面高度结构定义为： K-CF5i:  
    $+$S}i=  
                                                                                   `oq][|  
    3pF7} P  
    可选参数-分层水平                                                                                 #7}1W[y9}l  
    #{BHH;J+  
     LnZC)cL P/  
    ;mAlF>6]\  
    总结：真实衍射透镜计算方法 *lT:P-  
    = olmBXn/  
    p2/Pj)2  
                                                                             Y3QrD&V  
    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： HDY2<Hzc  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 rV0X*[]J>  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 5v`[c+@F  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 e(~9JP9  
    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。 V|n}v?f_q  
     _vV3A3|Ec,  
     
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