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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 oJM; CN  
    i@:^b_  
    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。 ;8#6da,  
    N]yT/8  
    在哪里可以找到组件?       ;jxX/c  
    ~0CNCP  
                 t!wbT79/  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           $/^Y(0  
    'R1C-U3w,  
    波前相位响应 < R"Y^]P=  
    D;JZ0."  
     iAe"oXK|  
                                                                                 zji9\  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 Ip{hg,>  
    Zs^zD;zU  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 UK OhsE  
    * 0K]/tn<  
     6MOwn*%5k  
    （来自VirtualLab Fusion手册） h<3bv&oI .  
                                                                                     |j"C52Q  
    理想衍射透镜的参数设置 VXCB.C"  
    X%-"b`  
                                                         >CG;df<~  
    {31X  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 &5jc &CS  
    #}.{|'L  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 2KXF XR  
    4grV2xtX  
    yq, qS0Fo  
                                                                               .z CkB86  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: =?L16mu1&  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 MuO(%.H  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 B_#M)d O  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 y<gRl/e  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 ^Zpz@T>m  
    a%y*e+oM  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     B$c'^ )  
    Bph(\= W  
    实衍射透镜的参数设置 )cgNf]oy  
    j}lne^ h  
     tZ) ,Z<  
    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。 J%Y-3{TQK  
    w)go79  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 TH>uL;?=  
    r *N@%T  
    可用结构的高度计算(TEA) J}Z\I Y,  
    Z>`frL  
                                           Fbotn(\h@  
    衍射曲面高度结构定义为：  ]x1ba_  
    &B8x0 yi  
                                                                                   {'P?wv  
    <_8eOL<X  
    可选参数-分层水平                                                                                 Yk{4 3yw  
    1=_?Wg:   
     {niV63$m  
    $XyDw|z[  
    总结：真实衍射透镜计算方法 varaBFD  
    &6GW9pl[  
    m{*_%tjN0  
                                                                             `)=sQ2P  
    用傅里叶模态法/严格耦合波分析(FMM/RCWA)或薄元近似(TEA)的局部线性光栅近似(LLGA)来计算真实的衍射透镜表面。其步骤是： X.e4pLwGK  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 4M$"0}O;[h  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 "2!5g)iO  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 d<] eJ{  
    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。 <@>icDFEHn  
     aB&a#^5CI  
     
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