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    讯技光电:VirtualLab Fusion独家供应商 微小光学与微透镜阵列 光学设计与光学元件 计算光学带来的成像革命
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    [技术]衍射透镜元件 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-06-29
    摘要 (tys7og$'  
    b16\2%Ea1  
    如今，衍射透镜在现代光学的各种应用中得到广泛的使用。微结构表面被用来取代笨重的光学元件，与传统镜头相比，得益于尺寸和重量的减小。在快速物理光学软件VirtualLab Fusion中，这些结构既可以以理想化的形式建模，具有预定义的阶次和效率，也可以更现实地建模，包括对实际微观结构表面的精确分析。本文介绍了VirtualLab Fusion的衍射透镜组件、可用的选项和应用的建模方法。 [Qr#JJ  
    rcAx3AK.  
    在哪里可以找到组件?       !Vy/-N  
    H&l/o  
                 uPt({H  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           z" 4$mh  
    ;=aj)lemCr  
    波前相位响应 0jG8Gmh!  
    |G } qY5_  
     eWE7>kwh  
                                                                                 *}Vg]3$4  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 \K55|3~R  
    1)w^.8f  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 c#Y/?F2p  
    #,lJ>mTe4  
     G,3.'S,7  
    （来自VirtualLab Fusion手册） 274F+X  
                                                                                     l*^c?lp)  
    理想衍射透镜的参数设置 a/ ^ojn  
    |L,_QXA2  
                                                         /{|JQ'gqX  
    :;HJ3V;  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 ) 7w%\i{M  
    M*<Ee]u  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 16Cd0[h?  
    nW1u;.  
    tFn_{fCc>  
                                                                               v4OroG=^  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: QZw`+KR  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 wO.T"x%X  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 8`Ih> D c  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 #? u#=]  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 K !g!tA$  
    0w<vc}{t  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions      h&}z@  
    _X;xW#go  
    实衍射透镜的参数设置 z>}H[0[#  
    (.^KuXd  
     #\1)Tu%-  
    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。 N.(wR  
    'A2^K5`3  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 yzWVUqtXm  
    @` 5P^H7  
    可用结构的高度计算(TEA) B:oE&Ahh{  
    Cs9o_Z~  
                                            2:GS(%~  
    衍射曲面高度结构定义为： +@G#Z3;l!  
    \ ]v>#VXr_  
                                                                                   [+;>u|  
    djmd @{Djt  
    可选参数-分层水平                                                                                 &uP,w#  
    W<Ri(g-  
     7fE U5@  
    _O#R,Y2#  
    总结：真实衍射透镜计算方法 l\t g.O~  
    CT{mzC8  
    ,)?!p_*@:  
                                                                              \uG^w(*)  
    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： T\v~"pMu*0  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 ({$>o]<h  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 ;suY  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 6v?tZ&, G  
    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。 :6TLT-B  
     !:2_y'hA  
     
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