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    • Zemax光学设计从入门到精通 Zemax光学设计从基础到实践 成像衍射光学元件设计及应用 现代光学与光子学技术
    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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    科学家
     
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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 vB5mOXGNq  
    ?}u][akM  
    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。 2+R]q35-  
    (dV7N  
    在哪里可以找到组件?       %(s2{$3  
    l^$U~OB8k  
                 F:.8O ,%u  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           &hZ6CV{  
    4]Gm4zO  
    波前相位响应 6k+tO%{~  
    :&E~~EUW  
     blaXAqe  
                                                                                 Uf?+oc'{  
    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。 V_|HzYJJ5  
    "ZmxHMf  
    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)。 &iy7It  
    +]hc!s8  
     ^lK!tOeO  
    （来自VirtualLab Fusion手册） 2t=&h|6EW  
                                                                                     4r7a ZDVA\  
    理想衍射透镜的参数设置  8*uaI7;*  
    X 3ZKN;  
                                                         {%\;'&@z\  
    ax 2#XSCO  
    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。 R m2M  
    l[nf"'  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 Y$qjQ1jF+  
    YC*`n3D|'  
    ma`sv<f4-!  
                                                                               7EL0!:Pp3  
    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: s(MdjWw  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 Dd$8{~h"G  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 )>;387'Y  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 Cth<xn(Q  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 zT hut!O  
    .Lm`v0' w  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     1Va@w  
    w7<4D,hk  
    实衍射透镜的参数设置 &Mz.i,Gh  
    J%E0Wd  
     :/}=s5aQl/  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 A=*6|1w;  
    Ka"1gbJ|  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 Yg1HvSw\  
    hm1.UE  
    可用结构的高度计算(TEA) CY!H)6k  
    FGpV ]p  
                                           BbzIQg:  
    衍射曲面高度结构定义为： l@@ qpaH  
    ~k ]$J|}za  
                                                                                   RF\h69]:I  
    MLmv+  
    可选参数-分层水平                                                                                 ?.nD!S@  
    n+Ng7  
     hXx:D3h  
    Q:Y`^jP   
    总结：真实衍射透镜计算方法 F}5skD=  
    ]v$2JgF]@  
    Ye[Fu/0  
                                                                             }5QUIK~NA  
    用傅里叶模态法/严格耦合波分析(FMM/RCWA)或薄元近似(TEA)的局部线性光栅近似(LLGA)来计算真实的衍射透镜表面。其步骤是： Ek '% % %  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 :~,V+2e  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 pJQ_G`E  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 \T;(k?28HN  
    4. 对于真实的衍射透镜，VirtualLab Fusion会自动在FMM/RCWA和TEA之间进行选择。如果本地光栅周期大于波长的5倍，则使用TEA。否则，将使用FMM/RCWA对实际结构进行建模。 pq]>Ep  
     uN$ <7KB"  
     
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