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    [技术]衍射透镜元件 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-06-29
    摘要 mG1 IQ!  
    nD2, !71  
    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。 vkRi5!bR  
    R, 8s_jN  
    在哪里可以找到组件?       <p?&udqD  
    7gS1~Q4\V2  
                 VNtPKtx\  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                      
    Sj(F3wY  
    1Fi86  
    波前相位响应 g3%t8O/M  
    -gz0md|Y  
    =[<m[.)i  
                                                                            
    zK+52jhi  
    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。 m2Uc>S  
    N|2y"5  
    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)。 2`= 6%s  
    j,2l8?  
    '?yCq$&  
    (来自VirtualLab Fusion手册) H2-28XGc  
                                                                                     5ZAb]F90  
    理想衍射透镜的参数设置 ARfRsPxr  
    AP\ofLmq  
                                                    
    Us~ X9n_F  
    u.|~$yP.!  
    然后,用户可以在衍射结构建模(Diffractive Structure Model)选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的,主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下,所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 `4CWE_k  
    dy>|c j  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 C+MSVc  
    )DUL)S  
    fH8!YQG8$  
                                                                          
    <Jp1A# %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: g9my=gY  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 ELh3 ^  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 n`;R pr&  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 i3 )xX@3  
    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。 -&[z\"T  
    !|m9|  
    更多的信息:Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions
    tO.$+4a  
    <V_7|)'/A  
    实衍射透镜的参数设置 RwTzz] M  
    } IlP:  
    Z#Lx_*p]Q  
    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。 J%dJw}  
    q?~Rnv  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 R.1Xst &i  
    f3 ]  
    可用结构的高度计算(TEA) Z]-WFU_ N  
    b5e@oIK  
                                      
    +EASAq  
    衍射曲面高度结构定义为: 04 y!\  
    o+g4p:Mf  
                                                                                   w&lZ42(mF  
    xKJ>gr"w#  
    可选参数-分层水平                                                                            
    GF--riyfB  
    }BN\/;<A  
    >v0:qN7|  
    GH3#E*t+[  
    总结:真实衍射透镜计算方法 B[xR-6phW  
    3DoRE2}  
    )45_]tk >  
                                                                        
    &P n]  
    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: IG / $!* E  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 ~|) 9RUXr>  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 #Mi|IwL  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 EE%s<_k`  
    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。 2X @G"  
    MtG_9-  
     
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