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    讯技光电:VirtualLab Fusion独家供应商 微小光学与微透镜阵列 光学设计与光学元件 计算光学带来的成像革命
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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 :e\M~n+y  
    DN;$ ->>  
    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。 0bjZwC4J  
    +[pJr-k  
    在哪里可以找到组件?       hfs QAa  
    wYh]3  
                 ZpZoOdjslV  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           iN2591S  
    x #t?`  
    波前相位响应 (mx}6A  
    )9+H[  
     e?;  
                                                                                 %4w#EbkSS  
    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。 }U**)"  
    9/O\769"'  
    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)。 9<5ii  
    kMg[YQ]OC  
     +d3h @gp  
    （来自VirtualLab Fusion手册） #2%8@?_-M  
                                                                                     _;:B@Z  
    理想衍射透镜的参数设置 X&!($*/  
    _ + >V(,{G  
                                                         Nb\B*=4AR  
    cgR8+o  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 ;z~j%L%b  
    ~2QD.(  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 rC6EgWt<V  
    la`f@~Bbr1  
    XKvH^Z4h{l  
                                                                               kM3#[#6$!  
    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: ;Ehv1{;  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 $Eo-58<q  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 {Vf].l:kn  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 ![m6$G{y  
    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。 :v^OdW  
    I%CrsEo  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     8aW<lu  
    i \@a&tw  
    实衍射透镜的参数设置 JY$;m3h  
    l@>@2CB  
     Lo}zT-F  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 5zH_yZ@+  
    !~Kg_*IT  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 Bu4@FIK!C  
    `Yyi;!+0  
    可用结构的高度计算(TEA) 9M@,BXOt  
    RIFTF R  
                                           H1$n6J  
    衍射曲面高度结构定义为： :71St '  
    ;t4YI7E*  
                                                                                   Dc0CQGx9b  
    K/8TwB?I  
    可选参数-分层水平                                                                                 @E=77Jn[px  
    fj[Kbo 7!h  
     L!~ap  
    Ce} m_  
    总结：真实衍射透镜计算方法 3lN@1jlh  
    18> v\Hi<  
    xn1, o MY=  
                                                                             "1rT> ASWI  
    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： [$Jsel<T=  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 dHtEyF  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 cpphnGj5  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 fPG3$<Zr  
    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。 Kr+#)S  
     d5n>2iO  
     
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