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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 4d&#NP  
    '\%c"?  
    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。 p.KX[I  
    d,=Kv  
    在哪里可以找到组件?       0_yE74i  
    8 vNgePn  
                 vW4~\]  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           O v3W;jD  
    (]wi^dE  
    波前相位响应 b *IJ +  
    *S_e:^  
     %M8Egr2|0  
                                                                                 gLv|Hu7  
    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。 ;/i"W   
    AH`n  
    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)。 c>fLSf  
    EubR] ckB  
     YwGc[9=n  
    （来自VirtualLab Fusion手册） `x:znp}'  
                                                                                     gyH'92ck  
    理想衍射透镜的参数设置 M0!;{1  
    ||v=in   
                                                         <%eY>E  
    kg[u@LgvoN  
    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。 <*L=u;  
    ={' "ATX(U  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 E_&Hje|J_[  
    ZK5(_qW&i  
    uY0V!W  
                                                                               :PtpIVAosg  
    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: %VYQz)yW  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 *D`qcv  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 E/cA6*E[.<  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 !mFo:nQ)}  
    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。 Cpaeo0Oq  
    >Bp%~8f  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     L/(e/Jalg  
    ];Whvdnv  
    实衍射透镜的参数设置 }C>Q  
    8>x.zO_.c>  
     zi:F/TlUC  
    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。 q0WW^jwQ  
    BmYU#h  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 xVoWGz7  
    EQPZV K/  
    可用结构的高度计算(TEA) hZnT`!iFE^  
    +C7 1".i-  
                                           Pg[zRRf<  
    衍射曲面高度结构定义为： b3b 4'l   
    J#*Uf>5NY  
                                                                                   6h>8^l  
    THH rGvb  
    可选参数-分层水平                                                                                 <[C 9F1]Ya  
    H%7V)"  
     "M6a_rZ2W  
    EZ #UdK_  
    总结：真实衍射透镜计算方法 x( w <U1  
    jIE>t5 fy  
    K-wjQ|*1  
                                                                             ~J2-B2S!  
    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： (PGmA>BT  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 U[d/ `  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 A(_AOoA'  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 3M{!yPlj  
    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。 T~$ePVk>L  
     R+]p -NI^  
     
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