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    [技术]衍射透镜元件 [复制链接]

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    离线infotek
    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 mMb'@  
    "NgxkbDEbG  
    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。 Ys,{8Y,7  
    &K/ya7  
    在哪里可以找到组件?       qxFB%KqU  
    GG@ md_  
                 oXxCXO,q  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           UVw~8o9s  
    6 G3\=)  
    波前相位响应 LUC4=kk4   
    T9]HGB{  
     KnsT\>[K  
                                                                                 ]@uE #a:[  
    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。 ZCB_  
    J.ck~;3  
    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)。 GlbySD@  
    wvbPnf^y  
     *d"DA[(  
    （来自VirtualLab Fusion手册） D9FJ 1~  
                                                                                     PI`jExL  
    理想衍射透镜的参数设置 yto,>Utzg  
    )yTm.F  
                                                         d/ bEt&  
    _~*,m#uxJ  
    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。 >B2:kY F  
    yi l[gPy4B  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 h\nI!{A0  
    \T <$9aNb  
    XLL/4)  
                                                                               b@S Cn9  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: l2l(_$@3  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 O2BW6Wc  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 -5T=:2M  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 2Z3('?\z~  
    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。 tI7:5Cm  
    emdoA:w+   
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     P#fM:z@[  
    rMUT_^  
    实衍射透镜的参数设置 co9 .wB@  
    Kt"BE j  
     GKoK7qH\J  
    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。 ,:??P1  
    LxpuhvIO  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 ]79:yMD~ba  
    %K>.lh@  
    可用结构的高度计算(TEA) #{=;NuP  
    IdXZoY  
                                           4H|(c[K;  
    衍射曲面高度结构定义为： !OT-b>*w  
     nv0]05.4  
                                                                                   aBNZdX]vzO  
    * 1Od-3  
    可选参数-分层水平                                                                                 7DIIx}A  
    v>Mnl  
     CT1ja.\;  
    gS:A'@&  
    总结：真实衍射透镜计算方法 2'5]~  
    j%y$_9a7  
    "m^' &L  
                                                                             *P#WDXRwd  
    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： Tp0bS  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 ,}:G\u*Fu  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 ,:`ND28V7  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 k iRa+w:  
    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。 KID,|K  
     ak:ibV  
     
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