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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-06-29
    摘要 1#A$&'&\J;  
    YZg#H) w%  
    如今，衍射透镜在现代光学的各种应用中得到广泛的使用。微结构表面被用来取代笨重的光学元件，与传统镜头相比，得益于尺寸和重量的减小。在快速物理光学软件VirtualLab Fusion中，这些结构既可以以理想化的形式建模，具有预定义的阶次和效率，也可以更现实地建模，包括对实际微观结构表面的精确分析。本文介绍了VirtualLab Fusion的衍射透镜组件、可用的选项和应用的建模方法。 al9wNtMT  
    ~5N}P>4 *  
    在哪里可以找到组件?       WA`A/`taT  
     arYq$~U  
                 ]3_b3@k  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           8q[; 0  
    dht0PZdx?  
    波前相位响应 WoEK #,I;  
    ;,&cWz  
     }D#: NlMp  
                                                                                 1r;zA<<%R  
    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。 _ %nz-I  
    %!<Y  
    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)。 yajdRU  
    `L'g<VK;  
     vF27+/2+R  
    （来自VirtualLab Fusion手册） p%Z:SZZ  
                                                                                     <CyU9`ye  
    理想衍射透镜的参数设置 q)k:pQ   
    tk"+ u_uw  
                                                         G *CPj^O  
    I^y<W%Et  
    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。 c#n 2 !  
    f<YYo  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 /{^k8 Q  
    ORExI.<`W  
    %O"8|ZG9{  
                                                                               <Riz!(G  
    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: \ 2\{c1df  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 &$MC!iMh  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 Cr.YSW g)4  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 ){;XI2  
    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。 $YSXE :  
    y\?ey'o  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     g>lZs  
    @5>#<LV=E#  
    实衍射透镜的参数设置 RzEzNV  
    \9?[|m z  
     R;< q<i_l  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 GcBqe=/B!  
    s4|\cY`b-  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 Un6R)MVT  
    6r)P&J  
    可用结构的高度计算(TEA) ]~TsmR[  
    ^""edCs  
                                           a1Fx|#! mq  
    衍射曲面高度结构定义为： &hOz(825r  
    da$FY7  
                                                                                   n!jmxl$  
    )Qbd/zd\U  
    可选参数-分层水平                                                                                 gmGK3am  
    um2a#6uo  
     D-gH_ff<]9  
    vSgT36ZF  
    总结：真实衍射透镜计算方法 ]VI^ hhf  
    28MMH Q  
    Z vysLHj  
                                                                             ^m>4<~/  
    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： \-\>JPO~<  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 8Y($ F2  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 l1+l@r\  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 fUT[tkb/!  
    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。 VBhUh~:Om  
     9[0iIT$q$  
     
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