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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 *6~ODiB  
    D<$~bUkxR  
    如今，衍射透镜在现代光学的各种应用中得到广泛的使用。微结构表面被用来取代笨重的光学元件，与传统镜头相比，得益于尺寸和重量的减小。在快速物理光学软件VirtualLab Fusion中，这些结构既可以以理想化的形式建模，具有预定义的阶次和效率，也可以更现实地建模，包括对实际微观结构表面的精确分析。本文介绍了VirtualLab Fusion的衍射透镜组件、可用的选项和应用的建模方法。 7QP%Pny%  
    {hB7F"S  
    在哪里可以找到组件?       cZKK\hf<  
    `e]L.P_e?  
                 O(;K ]8  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           *@fR36  
    ?)x>GB(9ZN  
    波前相位响应 6> v`6  
    /W'GX n  
     6Y6DkFdvrZ  
                                                                                 @cdd~9w  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 78>)<$+d  
    c%v[p8 %  
    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)。 'EJ8)2  
    Ed,`1+  
     Tx?,]c,(u  
    （来自VirtualLab Fusion手册） pfgFHNH:  
                                                                                     \|nF55W [  
    理想衍射透镜的参数设置 *@=in7*c  
    mh]'/C_*<w  
                                                         o^;$-O!/  
    -4`Wkkhu  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 +[*VU2f t  
    yC !`6$  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 1VK?Svnd  
    ZB GLwe  
    Pcut#8?  
                                                                               9@  [R>C  
    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: I&]d6,  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 aYr?J Ol  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 3}=r.\]U  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 {8UYu2t  
    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。 G$pTTT6#  
    S!<YVQq  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     9{|JmgO!  
    GqumH/;  
    实衍射透镜的参数设置 9Y!N\-x`  
    R/r)l<X@  
     90> (`pI=  
    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。 \#.,@g  
    LnIln[g:  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 8A}w}h  
    q65KxOf`  
    可用结构的高度计算(TEA) 6s\niro2  
    XJy~uks,  
                                           fyPpzA0  
    衍射曲面高度结构定义为： HQ~`ha.  
    :8aa#bA  
                                                                                   u-PAi5&n  
    GZ0? C2\  
    可选参数-分层水平                                                                                 {'VP_ZS1v  
    O6Bs!0,  
     nf& P Dv1  
    XlUM~(7+v  
    总结：真实衍射透镜计算方法 OJiW@Z_\  
    s.I%[kada  
    Y $hYW  
                                                                             xF: O6KL  
    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： "*W:  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 DhY.5  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。  H"czF  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 2g~qVT,  
    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。 W1'F)5(?7  
     a5=8zO#%g  
     
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