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    [技术]衍射透镜元件 [复制链接]

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    在线infotek
    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 -;;m/QM  
    zo8&(XS  
    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。 xT( pB-R  
    Z2-tDp(I  
    在哪里可以找到组件?       bdvpH DA  
    uKTYb#E7  
                 |Om9(xT  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           0+)1K U)I  
    /1m+iM^V  
    波前相位响应 ^jcVJpyT@R  
    EP90E^v^  
     :T>OJ"p  
                                                                                 &LG|YvMY6  
    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。 t\PSB  
    xX0 wn?,~  
    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)。 Jh36NE8r  
    hQz1zG`z7  
     p AaNWm  
    （来自VirtualLab Fusion手册） &os:h] C  
                                                                                     ~9,Fc6w4`+  
    理想衍射透镜的参数设置 -G#m'W&  
    K@oyvJ$  
                                                         Au{b1n  
    &T ^bv*P  
    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。 ;TK$?hrv*1  
    )3V1aC  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 RE-y5.kE^  
    kY9$ M8b  
    W^c /l*>v  
                                                                               &" 5Yt&{  
    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: -G'3&L4 D  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 t! u>l  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 cxFyN ;7  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 ccx0aC3@I  
    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。 S\GxLW@x  
    ka{!' ^  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     c+O:n:L  
    wbk$(P'gN  
    实衍射透镜的参数设置 s;[=B  
    b`Jsu!?{  
     g706*o)h  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 7{k?" NF  
    OB^j b8  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 x^ cJ~e2  
    bweAmSs  
    可用结构的高度计算(TEA) e? |4O< @  
    Z^%HDB9^  
                                           TN08 ,:k  
    衍射曲面高度结构定义为： "5Z5x%3I  
    4af^SZ )l  
                                                                                   H;DjM;be  
    nU6UjC|3  
    可选参数-分层水平                                                                                 |TF6&$>d  
    r Cz,XYV  
     >7 cDfv"  
    3{Zd<JYg4-  
    总结：真实衍射透镜计算方法 10GU2a$0"$  
    ER}5`*X{  
    ~EvGNnTL  
                                                                             Zw<<p|{)<  
    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： >66 `hZ  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 )YZx]6\l)  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 #/_ VY.  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 ~LP5hL  
    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。 myd:"u,}9  
     tbfwgK  
     
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