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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-06-29
    摘要 CW)JS3}W"  
    G!L(K  
    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。 9KgGK cy%  
    *~>} *  
    在哪里可以找到组件?       vz1yH%~E  
    CfMCc:8mL  
                 7u|X . X  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           >ukn<  
    ZJ Ke}F`l  
    波前相位响应 i3[%]_eP.  
    D{)K00mm  
     P56B~M_  
                                                                                 :U!@  
    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。 5zf bI  
    a(Fx1`}  
    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)。 6#SUfK;  
    !Yi2g -(  
     RcG 1J7#i  
    （来自VirtualLab Fusion手册） .%x%b6EI  
                                                                                     <Mq vGXI  
    理想衍射透镜的参数设置 Q 2mTu[tx  
    4J9VdEKk  
                                                         (Q4hm]<  
    L)qDtXd4  
    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。 vv FH (W  
    9z9\pXFQ  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 aB*'DDlx"r  
    nd4Z5=X  
    \fD)|   
                                                                               ]o<&Q52|  
    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: Q dPqcw4+X  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 L%Mj{fJ>Wm  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 ;b6h/*;'  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 !+(c/ gwBh  
    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。 d"0=.sA  
    3[Xc:;+/  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     -2/&i  
    qOs'Ljx6l  
    实衍射透镜的参数设置 "pInb5F  
    h%UM<TZ]"  
     z55g'+Kab  
    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。 =v:}{~M^$  
    w =2; QJ<  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 s$D"  
    JUpb*B_z  
    可用结构的高度计算(TEA) S\dG>F>S  
    !(8) '<t9  
                                           lK%)a +2  
    衍射曲面高度结构定义为： R}E$SmFg  
    _fM=J+  
                                                                                   e,D RQ2AU  
    s/\<;g:u^  
    可选参数-分层水平                                                                                 /)*si  
    HrS-o=  
     C-sFTf7  
    >v'@p  
    总结：真实衍射透镜计算方法 &\iMIJ-  
    S[5OTwa8L  
    EL^j}P  
                                                                             ZE[NQ8  
    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： m`9P5[m#x>  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 CsX@u#  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 OD6dMql  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 P/,ezVb=  
    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。 %{B4M#~  
     ZYLPk<<  
     
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