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摘要 qMD 6LWJ pV]m6!y& 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。 rC
V&&09
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u 在哪里可以找到组件? rT9<_< %wn|H>
4:RL[; 衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。 a@$ U?=\e D[ U[D 波前相位响应 "vQ$RW
- "v@$CR9<T
]S4 TX ac%%*HN, 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。 ,R]hNjs-{ 0i/l2&x*k] 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)。 z6 2gF|Uj cf)2GoV>e
25]Mi2_ (来自VirtualLab Fusion手册) k_?xiOSh ;S5*n:d 理想衍射透镜的参数设置 j3jf:7 /\ :=WiT_M
j_Pt8{[ S e/VOzzg 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。 VZBT'N 58)`1p\c' 总结:理想衍射透镜的计算方法 a<9gD,]P Tn2nd
a]XQM$T$ ~&B{"d 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: N)|mA)S) 1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 +X6xCE 2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 M7!>-P 3. 用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 qXPjxTg{[ 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。 >ly`1t1 T^.;yU_B? 更多的信息:Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions
J4 [7*v :#W40rUb 实衍射透镜的参数设置 Ex2TV7I Nr)v!z~y
mpfc2>6Il. 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。 "\M16N 8?#4<4Ql8 也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 Q`k=VSUk YCZl1ry:V= 可用结构的高度计算(TEA) |6/k2d{,( _1jd{?kt
U,
_nEx 衍射曲面高度结构定义为: ?RL[#d+y WBT/;),}: 8sb<$M$c 9a}rE 可选参数-分层水平 .w=( G 6vp\~J
1vKc>+9 ;mH O# 总结:真实衍射透镜计算方法 tUouO0_l 6d/;GyG
6\>S%S2: tSX<^VER7 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: :{@&5KQ8) 1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 x_Zi^ ] 2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 3aIP^I1 3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 xG:eS:iT 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。 PqV9k,5f v5STe`
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