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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-06-29
    摘要 YsVmU  
    Hd|[>4Z  
    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。 d:(Ex^^  
    &zdS9e-fF  
    在哪里可以找到组件?       f+cb83}n]  
    S4x9k{Xn  
                 yYA*5 7^A  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           "GO!^ZG]  
    G% tlV&In  
    波前相位响应 ws'e  
    l{{,D57J  
     MA`nFkVK  
                                                                                 .\R9tt}  
    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。 -tj#BEC[H(  
    |nefg0`rk  
    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)。 i1vz{Tc  
    _QL|pLf-  
     oMQ4q{&|  
    （来自VirtualLab Fusion手册） &B{zS K$N  
                                                                                     D&%8JL  
    理想衍射透镜的参数设置 9zwD%3Ufn  
    NfV|c~?d  
                                                         4z0gyCAC A  
    qVC+q8  
    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。 \f9WpAY  
    >dl5^  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 v`A)GnNiN  
    7;EDU  
    >3!~U.AA'x  
                                                                               $6rm;UH  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: *D? =Ts  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 2{79,Js0  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 yYP_TuNa  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 s2O()u-  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 A8'RM F1  
    N%dY.Fk  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     q\EYsN</;  
    Cn~VJ,l g  
    实衍射透镜的参数设置  LCor T-  
    Ib..X&N2  
     n _K1%  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 X30tO>  
    Fv^zSoi2  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 *yhA8fJ  
    JwSF}kNs}  
    可用结构的高度计算(TEA) EF)BezG5y  
    w+)${|N?  
                                           z!g$#hmL>  
    衍射曲面高度结构定义为： wA5Iz{uQO  
    fd'kv  
                                                                                   vbid>$%  
    cW%)C.M  
    可选参数-分层水平                                                                                 \?n6l7*t>  
    [MIgQ.n  
     PuN L%D  
    a=MN:s?Fc0  
    总结：真实衍射透镜计算方法 Q!l(2nva  
    vb>F)X?b_  
    w/#7G\U  
                                                                             "'v+*H 3  
    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： )g@+ MR  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 ED` 1)1<  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 f;'*((  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 \IL)~5d  
    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。 ~5P9^`KNH  
     z*},N$2=  
     
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