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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 l`d=sOB^  
    @E1N9S?>  
    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。 g\ 2Y605DM  
    ]C_6I\Z#=W  
    在哪里可以找到组件?       LGK}oL'  
    :E.mU{  
                 ~*&_zPTN  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           }a8N!g  
    wI)W:mUZZ  
    波前相位响应 #+XKfumLk  
    &#~yci2{  
     >t.I,Zn  
                                                                                 $uboOfS83G  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 U]_1yX  
    4o'0lz]  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 <w[)T`4N  
    gZ 9<H q  
     'EXp[*  
    （来自VirtualLab Fusion手册） /@q_`tU  
                                                                                     h.PY$W<  
    理想衍射透镜的参数设置 q0Fy$e]u  
    WFTTBUoH  
                                                         W Qe>1   
    97Whn*  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 V<1dA\I"  
    Xod#$'M>  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 vAX %i(4  
    o;}o"-s  
    {whR/rX`  
                                                                               &}6=V+J;  
    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: [<6ez;2q'  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 V;9.7v  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 2: fSn&*/>  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 Xq9%{'9  
    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。 hX8;G!/  
    .7{,u1N'  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     l{6fR(d ?  
    ZjbMk 3Y  
    实衍射透镜的参数设置 Y'58.8hl  
    F@[l&`7  
     pLNv\M+  
    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。 CPAizS  
    5@+4>[tw  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 j&u{a[Y/}  
    XXvM*"3D5  
    可用结构的高度计算(TEA) g\GuH?|   
    Z+JPxe#7  
                                           5Q =o.wf  
    衍射曲面高度结构定义为： 624l5}@:  
    IOomBy:  
                                                                                   rdSkGb  
    "cj6i{x,~w  
    可选参数-分层水平                                                                                 /U+0T>(HS  
    sBt,y _LW  
     J.35Ad1hM  
    ;5M I8  
    总结：真实衍射透镜计算方法 =[`B -?  
    XC%u`UG  
    2XNO*zbve  
                                                                             "]B:QeMeF!  
    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： &( aw  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 !UDTNF?1  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 8k vG<&D  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 <>%2HRn<u  
    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。 oP!oU2eqK  
     !E#FzY!}Pl  
     
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