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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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    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 ~3F\7%Iqc  
    sKU?"|G81G  
    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。 <>9zXbI  
    x-3!sf@  
    在哪里可以找到组件?       >QJfTkD$  
    XnCrxj  
                 :lGH31GG  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           8fI&-uP{g  
    HGJfj*JH  
    波前相位响应 4X^{aIlshk  
    us,1:@a)a  
     <GthJr>1D  
                                                                                 N)rf /E0  
    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。 3jG #<4;J  
    _s> ZY0  
    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)。 ygz6 ~(  
    c'8a)j$$+  
     Q|+g= |%^  
    （来自VirtualLab Fusion手册） eJm7}\/6`  
                                                                                     FYtf<C+  
    理想衍射透镜的参数设置 y?1<7>L5~  
    y_Tc$g~  
                                                         aTx*6;-PH  
    qauZ-Qoc9  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 +#|):aF  
    :y!%GJW  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 AvNU\$B4aG  
    ZJ7<!?6  
    %}*0l8y  
                                                                                KOQ9K  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: 0/F/U=Z!  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 .;'3Roi  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 3n=`SLj/a  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 d*A(L5;@  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 =b* Is,R/  
    ydyGPZ t  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     uDZ$'a  
    +.RC{o,  
    实衍射透镜的参数设置 yQXHEB  
    (^Q:zU  
     {#c* *' 4  
    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。 C;3>q*Am4  
    MGmUgc  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 ca!=D $  
    =`l).GnN2`  
    可用结构的高度计算(TEA) 27NhYDo  
    $YM6}D@  
                                           EpO5 _T_  
    衍射曲面高度结构定义为： { fmY_T[Q8  
    {0#p,l  
                                                                                   ]-D;t~  
    B:pIzCP  
    可选参数-分层水平                                                                                 !QB(M@1  
    bS9<LQ*  
     P2+Z^J`Y>  
    l-N4RCt h  
    总结：真实衍射透镜计算方法 N~%F/`Z<+  
    mu(EmAoenQ  
    o~*5FN}%+l  
                                                                             $6c8<!B_  
    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： Z{|U!tn  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 BK_x5mGu3  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 cN{-&\ 6L  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 y'9 bs  
    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。 ]/p)XHKo  
     G(puC4 "&  
     
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