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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 v ;MI*!E  
    e::5|6x  
    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。 ;YZw{|gsh  
    {J})f>x<xM  
    在哪里可以找到组件?       ]kb%l"&  
     QN_5q5  
                 ?; )(O2p  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           -D:J$d 6R<  
    lG# &Pv>-  
    波前相位响应 ccD+o$7LT  
    DP^{T/G  
     um ,/^2A  
                                                                                 1<\cMY6  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 Dj!J 4uD  
    )W57n)]  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 GQF7]j/  
    wCmwH=O  
     =Rb,`%  
    （来自VirtualLab Fusion手册） Y}1|/6eJ  
                                                                                     /c'#+!19  
    理想衍射透镜的参数设置 uaU!V4-  
    7dakj>JM  
                                                         [cH/Y2[  
    y%GV9  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 L{Th>]X  
    m2}&5vD8-  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 O@$hG8:  
    tT v@8f  
    m:^@AR1%d  
                                                                               IR>K ka(B  
    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: iKK=A.g  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 K)v(Z"  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 <AIsNqr  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 Xmnq ZWB  
    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。 "s*{0'jo  
    q{@Wn]!k  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     '|cuVxcE55  
    af_zZf!0  
    实衍射透镜的参数设置 F+6ZD5/  
    E`s_Dr}K  
     42C:cl} ."  
    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。 jab]!eY  
    d-* 9tit  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 'l}3Iua6qk  
    ZN)/doK  
    可用结构的高度计算(TEA) -Rvxjy)[N  
    WDX?|q9rCt  
                                           f&`*x t/  
    衍射曲面高度结构定义为： U!'lc} 5  
    5FzRusNiA  
                                                                                   < d]|5  
    _E%[D(  
    可选参数-分层水平                                                                                 IQ_0[  
    dOhV`8l  
     AVJk  
    8fN0"pymo  
    总结：真实衍射透镜计算方法 y >OZ<!`  
    _c&*'IY[V  
    YO Y+z\Q  
                                                                             ]`NbNr]K  
    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： f 4 _\F/  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 ?yz%r`;r  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 aw 7f$Fqk  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 BOWTH{KR<<  
    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。 d;=,/a  
     vBpg6 fX  
     
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