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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 qMD6LWJ  
    pV]m6! y&  
    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。 rC V&& 09  
    o65:)z u  
    在哪里可以找到组件?       rT9<_<  
    %wn|H>  
                 4 :RL[;  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           a@$U?=\e  
    D[U[ D  
    波前相位响应 "vQ$RW -  
    "v@$CR9<T  
     ]S4TX  
                                                                                 ac%%*HN,  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 ,R]hNjs-{  
    0i/l2&x*k]  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 z6 2gF|Uj  
    cf)2GoV>e  
     25]Mi2_  
    （来自VirtualLab Fusion手册） k_?xi OSh  
                                                                                     ;S5*n:d  
    理想衍射透镜的参数设置 j3jf:7 /\  
    :=WiT_M  
                                                         j_Pt8{[  
    Se/VOzzg  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 VZB T'N  
    58)`1p\c'  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 a<9gD,]P  
    Tn2nd  
    a]XQM$T$  
                                                                               ~&B{"d  
    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: N)|mA)S)  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 +X6x CE  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 M7!>-P  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 qXPjxTg{[  
    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。 >ly`1t1  
    T^.;yU_B?  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     J4 [7*v  
    :#W40rUb  
    实衍射透镜的参数设置 Ex2TV7I  
    Nr)v!z~y   
     mpfc2>6Il.  
    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。 "\M16N  
    8?#4<4Ql8  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 Q`k=VSUk  
    YCZl1ry:V=  
    可用结构的高度计算(TEA) |6/k2d{,(  
    _1jd{? kt  
                                            U, _nEx  
    衍射曲面高度结构定义为： ? RL[#d+y  
    WBT/;),}:  
                                                                                   8sb<$M$c  
    9a}rE  
    可选参数-分层水平                                                                                 .w=( G  
    6vp\~J  
     1vKc>+9  
    ;mH O#  
    总结：真实衍射透镜计算方法 tUouO0_l  
    6d/;GyG  
    6\>S%S2:  
                                                                             tSX<^VER7  
    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： :{@&5KQ8)  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 x_Zi^]  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 3aIP^I1  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 xG:eS:iT  
    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。 PqV9k,5f  
     v5 STe`  
     
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