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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-06-29
    摘要 {*EA5;  
    g=8}G$su{%  
    如今，衍射透镜在现代光学的各种应用中得到广泛的使用。微结构表面被用来取代笨重的光学元件，与传统镜头相比，得益于尺寸和重量的减小。在快速物理光学软件VirtualLab Fusion中，这些结构既可以以理想化的形式建模，具有预定义的阶次和效率，也可以更现实地建模，包括对实际微观结构表面的精确分析。本文介绍了VirtualLab Fusion的衍射透镜组件、可用的选项和应用的建模方法。 Yv="oG!xL  
    :Taequk  
    在哪里可以找到组件?       (_2;}eg  
    ~0S_S+e  
                 GwHp@_>  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           XJ\ j0  
    \EP<r  
    波前相位响应 51:NL[[6  
    \\\%pBT7]\  
     ~_XJ v  
                                                                                 Knd2s~S  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 sA( e  
     Fu@2gd  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 &<Gs@UX~w  
    8Ja't8  
     Hzd tR  
    （来自VirtualLab Fusion手册） (]*otVJ  
                                                                                     'IR2H{Q  
    理想衍射透镜的参数设置 N~<H`  
    x>Hg.%/c[  
                                                         V/ a!&_ ""  
    LV$@J  
    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。 6xLLIby,  
    I/F3%'O  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 cr;\;Ta_!W  
    RtE2%d$JT  
    h]|E,!H  
                                                                               y$J M=f$  
    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: U_1syaY!  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 .?C-J  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 *)+K+J  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 U9uy (KOW  
    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。 v61'fQ1Qg!  
    az5 $.  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     +W{ELdup%q  
    DOk(5gR  
    实衍射透镜的参数设置 .{pc5eUf  
    @vy {Q7aM  
     \NIj&euF  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 +\@) 1  
    g;|3n&  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 5]c'n  
    U6 4WTS@  
    可用结构的高度计算(TEA) _[eAA4h  
    2swHJ.d\  
                                           JjD'2"z  
    衍射曲面高度结构定义为： 7'pmW,;  
    o.)8  A8  
                                                                                   .BaU}-5  
    SHc<`M'+  
    可选参数-分层水平                                                                                 U$-;^=;  
    F@+FXnz  
     L)0j&  
    f{m,?[1C,  
    总结：真实衍射透镜计算方法 WAzYnl'p  
    ]\fXy?2  
    C`p)S`d  
                                                                             -#9Hb.Q;  
    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： 8$c_M   
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 zvzS$Gpe  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 k7R8Q~4  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 @|N'V"*MT  
    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。 dZMOgZ.!yr  
     .Mn+Bd4f  
     
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