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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-06-29
    摘要 0datzEns`  
    7MZH'nO  
    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。 EF$ASNh"  
    DC_uh  
    在哪里可以找到组件?       OpazWcMoo  
    +qpG$#J0  
                 :B=Gb8?  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                            /s^42  
    @J>JZ7m]\  
    波前相位响应 5~UW=   
    IDf\! QGx  
     7jxx,#I:  
                                                                                 9D`K#3}  
    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。 vP#*if[V5  
    a6xo U;T  
    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)。 Yh^8 !  
    ~s-gnp  
     dPpJDY0  
    （来自VirtualLab Fusion手册） N3lz-vP-  
                                                                                     Y j bp:  
    理想衍射透镜的参数设置 1_!?wMo:f  
    fD(r/~Vu  
                                                         /9gn)q2f(  
    ex`T 9j.=B  
    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。 p-\->_9)y`  
    (f_YgQEL  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 o_b3G  
    "l-#v| 54  
    Y+),c14#  
                                                                               /;}%E  
    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: |.m)UFV  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 h*40jZ  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 v,*C>u\3s  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 4 X/UyBk  
    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。 Nr]Fh  
    d^M*%az  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     <[ 2?~s  
    !"yr;t>|Zb  
    实衍射透镜的参数设置 5oCg&aT  
    }wp/,\_ >  
     &L+.5i  
    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。 W 2[]m>;  
    }.'rhR+  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 (y6}xOa(  
    `C|];mf(#  
    可用结构的高度计算(TEA) {PxFG<^U  
    QD3tM5(Yr  
                                           +C~d;p  
    衍射曲面高度结构定义为： [[^95:  
    ;/Z-|+!IJt  
                                                                                   g=t7YQq_~  
    q1eMK'1  
    可选参数-分层水平                                                                                 _A!Fp0}`  
    Y-y yg4JH  
     [mjie1j/<  
    RjvW*'2G  
    总结：真实衍射透镜计算方法 ~ffT}q7^  
    !Tv3WQ@  
    3+uL@LXd  
                                                                             x$o^;2Z  
    用傅里叶模态法/严格耦合波分析(FMM/RCWA)或薄元近似(TEA)的局部线性光栅近似(LLGA)来计算真实的衍射透镜表面。其步骤是： ?$)5NQB%  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 ;>5`Y8s6  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 7p]Izx8][  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 ~AYleM  
    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。 u<cnz% @  
     TvDC4tm-:  
     
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