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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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    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 so A] f  
    m" ]VQnQ  
    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。 |A2o$H  
    a#&\65D  
    在哪里可以找到组件?       ESuP ZB  
    C-/+n5J  
                 H:mcex  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           5qkyi]/U8  
    *nwH1FjH  
    波前相位响应 \\Nt^j3qR  
    ;6`7 \  
     nQG<OVRClS  
                                                                                 Q>TNzh  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 UK .=Y9  
    4\ny]A:~  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 6dYa07  
    BipD8`a  
     g>{t>B%v^K  
    （来自VirtualLab Fusion手册） z\Z+>A  
                                                                                     0,6! 6>BOT  
    理想衍射透镜的参数设置 qKs"L^b  
    (i-L:  
                                                         bUc ++M  
    o)H| #9h5  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 @Suww@<  
    W2A!BaH%  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 \psO$TxF=  
     9-y<= )  
    R[H#a v  
                                                                               R_#k^P^  
    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: %/R[cj 8  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 l;h5Y<A%?  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 8*eVP*g  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 $^W|@et{ ]  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 pMkM@OH  
    _;:B@Z  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     X&!($*/  
    _ + >V(,{G  
    实衍射透镜的参数设置 ;>Z0e`=  
    ZsGJ[  
     \$,8aRT>#U  
    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。 ;B;wU.Y"  
    rC6EgWt<V  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 TZarI-A  
    r`PD}6\  
    可用结构的高度计算(TEA) T|uG1  
    #W/ATsDt  
                                           8[oZ>7LMzC  
    衍射曲面高度结构定义为： 2D"aAI<P  
    ephvvj~zW4  
                                                                                   /Y| <0tq  
    au/5`  
    可选参数-分层水平                                                                                 >&Vz/0  
    D*ZswHT{y  
     yRt7&,}zL  
    )yS8(F0  
    总结：真实衍射透镜计算方法 `=2p6<#z  
    3/8<dc  
    _hEr,IX=J  
                                                                             {G{ >Qa|  
    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： }zrapL"9X  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 4C9k0]k2  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 ,j eC7-tX  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 7~VDk5Z6  
    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。 M/YS%1  
     Dc0CQGx9b  
     
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