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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 De*Z UN|<  
    H.ZmLB  
    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。 kGZ_/"iuO  
    a+CHrnU\;  
    在哪里可以找到组件?       fYzOT, c  
    )2 P4EEs[  
                 @9QtK69  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           2 S\~  
    |ei?s1)  
    波前相位响应 ]<;m;/ H  
    r4~Bn7j2  
     .qioEqK8!y  
                                                                                 wxg`[c$:  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 <(Wa8PY2(  
    e,}]K'!t  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 {t$ vsR  
    dsP1Zq  
     A2b C5lA  
    （来自VirtualLab Fusion手册） :I5]|pt  
                                                                                     7FVu [Qu  
    理想衍射透镜的参数设置 qYW{$K  
    gq6C6   
                                                         @awaN  
    pX]*&[X?  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 26E"Ui5q  
    nzTzc5 w  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 "9 -duDg  
    d{f3R8~Q.  
    Es kh=xA {  
                                                                               %TUljX K}  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: A`7uw|uO$  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 W9?Yzl  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 QK\QvU2y  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 <=V2~ asB  
    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。 7;C9V`  
    ?J+[|*'yK  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     buRXzSR  
    ctOC.  
    实衍射透镜的参数设置 Ho?+?YJ#P  
    j8@YoD5o  
     )@3ce'  
    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。 qeCx.Z  
    I C9:&C[  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 M%:ACLYP  
    9oP8| <+  
    可用结构的高度计算(TEA) vZC2F  
    A==P?,RG  
                                            `-4c}T  
    衍射曲面高度结构定义为： ^"ywltW>  
    J W&/l  
                                                                                   K$Y!d"D  
    '=x   
    可选参数-分层水平                                                                                 b^PYA_k-Xn  
    E`>-+~ZUsk  
     Wn24eld"x  
    q+t*3;X.  
    总结：真实衍射透镜计算方法 /Z>#lMg\.  
    $qy%Q]  
    [S":~3^B6  
                                                                             _U$d.B'*)z  
    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： au5 74tj  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 PBr-< J  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 -zHJ#  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 J']1^"_'  
    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。 &^1DNpUZ  
     m$A|Sx&sG$  
     
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