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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 An cmSi  
    wjW>#DE  
    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。 VE5w!of  
    pMM,ox"  
    在哪里可以找到组件?       ,R/HT@  
    n[ip'*2L  
                 2= 'gC|&s6  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           .w3.zZ0[  
    d;O16xcM/  
    波前相位响应 <a7y]Py  
    ($EA/|z  
     a5jc8S>  
                                                                                 VqqI%[!Aw  
    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。 i-[ic!RnKj  
    s>(OK.o  
    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)。 S 4uX utd  
    /tI8JXcUK  
     Cm g(# $ X  
    （来自VirtualLab Fusion手册） Zyxr#:Qm  
                                                                                     lPyGL-Q  
    理想衍射透镜的参数设置 QP f*!E  
    ||3%REliC  
                                                         D@ut -J(.  
    \U $'3M  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 Ag=>F5  
    s<VNW  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 `Yn:fL7S  
    U_ n1QU  
    y<(q<V#0!S  
                                                                               _7r<RZ  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: 0o~? ]C  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 Z18T<e  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 0nUcUdIf+  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 l&l&e OE  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 NrH2U Jm  
    P34UD:  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     /H.w0fu&.S  
    "F?p\I)(  
    实衍射透镜的参数设置 Z5 iP1/&D  
    AsJN~<0h  
     "8}p>gS  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 D/QSC]"  
    3V ~871:-~  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 e;L++D  
    ^R- -&{I  
    可用结构的高度计算(TEA) "SC}C  
    {3n|=  
                                           &#!5I;3EN  
    衍射曲面高度结构定义为： IcmTF #{D  
    ;NNYJqWd^]  
                                                                                   -X+G_rY  
    <,!8xp7,~  
    可选参数-分层水平                                                                                 T-e'r  
    nmI os]B  
     50r3Kl0  
    3!E*h0$}  
    总结：真实衍射透镜计算方法 iUDNm|e  
    |a9d]^  
    fA"N5qQI(  
                                                                             $yxwB/O(  
    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： cmG*"  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 FW* k O  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 /}+VH_N1  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 nE.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。 UrtA]pc3L  
     zq]I"0Bi.  
     
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