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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-06-29
    摘要 `iEYq0}  
    0rif,{"  
    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。 `wSoa#U"@  
    #W8c)gkG9  
    在哪里可以找到组件?       F>E_d<m  
    S'>KGdF  
                 "u{ymJ]t  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           ?*<1B  
    u/N_62sk5  
    波前相位响应  U8% IpI;  
    VRHS 4  
     &?']EcU5h9  
                                                                                 t*Z-]P  
    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。 A}3E)Qo=G  
    +LF=oM<  
    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)。 7dlMDHp\Y  
    n"R$b:  
     YYvX@f  
    （来自VirtualLab Fusion手册） "kucFf f  
                                                                                     TQvjU!>  
    理想衍射透镜的参数设置 g1B P  
    ]]5(:>l  
                                                         e0#{'_C  
    B E#pHg  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 U)3?&9H  
    a &`^M  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 SO~pe$c-  
    4&6cDig7*2  
    `2xt%kC  
                                                                               >as+#rz1p  
    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: 5Iv"  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 ADMeOdgca  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 %H}M[_f  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 +^$;oG  
    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。 nYj7r* e[  
    475jmQ{q  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     >(sS4_O7N  
    viVn  
    实衍射透镜的参数设置 6\)u\m`7-l  
    UG6\OgkL+  
     #O'g*]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。 }5X.*wz  
    TI8E W  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 EE qlsH  
    9 Lqz:4}  
    可用结构的高度计算(TEA) [c99m:*+  
    !Z;Nv  
                                           ;[|+tO_  
    衍射曲面高度结构定义为： *Ym+xu_5  
    hi Ws:Yq  
                                                                                   Qk^}  
    pU u')y  
    可选参数-分层水平                                                                                 ~\c  j  
    EV~?]Kt~  
     Qb:.WMj[q+  
    c>C!vAg  
    总结：真实衍射透镜计算方法  GU xhn  
    *`tQX$F  
    \9} -5  
                                                                             [,|4%Y  
    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： fl*49-d  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 ?Y9VviC  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 R7x*/?  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 'qidorT>N  
    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。 %@;xbKj  
     TG.\C8;vFh  
     
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