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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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    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 ko>_@]Jb  
    Hu7zmh5FF  
    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。 =ol][)Bd  
    ;T+U&U0d|  
    在哪里可以找到组件?       X4G55]D$>  
    26VdRy{[  
                 \87J~K'  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           @qy*R'+  
    Q3q.*(#  
    波前相位响应 5)5bt q)[  
    }n%R l\p  
     .l5" X>  
                                                                                 g Pj0H&,.  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 XWQ0V  
    ~*c=  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 cu`J2vm3  
    sg"D;b:X  
     arQ %  
    （来自VirtualLab Fusion手册） +Cg"2~  
                                                                                     eu]iwOc&p  
    理想衍射透镜的参数设置 tZ j,A%<  
    ?b7g9 G4  
                                                         E5BgQ5'  
    c_bVF 'Bz  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 V<V\0n!0  
    RL Zf{Q>  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 SslY]d]  
    -A%?T"  
    }j(2Dl  
                                                                               'cF%4F  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: /4 LR0`A'  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 ]( =wlq)  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 ~d%;~_n  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 _/ }6  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 /uE^H%9h  
    ,#bb8+z&p  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     |^PLZ>  
    |[37:m  
    实衍射透镜的参数设置 \_*MJ)h)X  
    !-5S8b  
     {y^|ET7  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 Sq-3-w,R~  
    B8 0odU&  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 27a* H1iQ  
    E./__Mz@  
    可用结构的高度计算(TEA) 9y^kb+  
    \+{t4Im  
                                           #A3v]'7B  
    衍射曲面高度结构定义为： 3Rd`Ysp  
    kPO6gdwq$  
                                                                                   M 20Bc,VI  
    kG$E tE#  
    可选参数-分层水平                                                                                 x[vBK8  
    ;v1NL@w*  
     9k\)tWe  
    Z cm<Fw  
    总结：真实衍射透镜计算方法 `S\zqF<  
    e"fN~`NhY  
    NfTCp A  
                                                                             N-2([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： 1yBt/U2  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 yuHZ&e  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 &|.hkR2k  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 V#0 dGP-Z  
    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。 }bf=Ntk  
     D XV@DQ  
     
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