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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 wD[qE  
    fVBRP[,   
    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。 &l~=c2  
    {K2F(kz?T  
    在哪里可以找到组件?       ::8E?c  
    3K_!:[  
                 <lLk (fC  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           J15$P8J  
    $E@ke:  
    波前相位响应 to 3i!b  
    #60<$HO:Z  
     Mq,_DQ  
                                                                                 P^*gk 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。 YCQ+9  
    Bb/aeLv  
    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)。 @i:_ JOl  
    i@d@~M7/  
     |zL.PS  
    （来自VirtualLab Fusion手册） FdJC@Y-#uA  
                                                                                     ?)5M3 lV3k  
    理想衍射透镜的参数设置 |m7`:~ow  
    RwwX;I"o%  
                                                         LvS3c9|Aj  
    K#{E87G(  
    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。 (.3L'+F  
    N:/$N@"Ge  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 N,_ej@L8  
    9/|i. 2&  
    ]j:Ikb}  
                                                                               X]*W +  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: IA;KEGJ  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 *)d|:q3  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 rQ$A|GJL  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 ^q$vyY   
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 ss 3fq}  
    HI eMV,.QN  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     OiY2l;68  
    Ic&t_B*i}]  
    实衍射透镜的参数设置 UwQ3q  
    Xl*-A|:j  
     bvR*sT#rg  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 V2]S{!p}k  
    @;,O V&XYn  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 x{*!"a>  
    TJ5{Ee GV  
    可用结构的高度计算(TEA) z?"5= "D  
    p N]Hp"v  
                                           MgMLfgt"V  
    衍射曲面高度结构定义为： Pjb9FCA'  
    7RD` *s  
                                                                                   Q84KU8?d  
    A1ebXXD )  
    可选参数-分层水平                                                                                 ::T<de7  
    =3SL& :8  
     0XYO2 k  
    L kq>>?T=  
    总结：真实衍射透镜计算方法 c8"I]Qc7  
    ^Q:K$!  
    Z ''P5B;  
                                                                             g&E_|}u4  
    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： AYZds >#Q  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 56_KB.Ww~  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 4!}fCP ty  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 )#ujF~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。 i)(Q Npv  
     VD#^Xy4% r  
     
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