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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  LA3m,  
    @j!,8JQEd  
    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。 `"5U b,~  
    OX_y"]utU  
    在哪里可以找到组件?       lw@Yn>eza  
    aU!}j'5Q  
                 ;ku>_sG-  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           Q((&Q?Vi  
    -SsgW  
    波前相位响应 Lq(=0U\"P  
    ?P kJG ,~  
     f:>y'#P  
                                                                                 >h7(kj:  
    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。 $qNF /rF  
    Z@bgJL8 3  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 Zxebv# 4  
    )z[C=  
     ha :l-<a  
    （来自VirtualLab Fusion手册） m{IlRf'  
                                                                                     ~+Wx\:TT  
    理想衍射透镜的参数设置 cYSn   
    F2N"aQ&  
                                                         NI?O  
    MBWoPK  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 TU|#Pz7n-Z  
    &g :(I  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 8zK#./0\  
    &~:EmLgv  
    Ip t;NlR  
                                                                               `OW'AS |  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: Y@FYo>0O  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 T`# nn|  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 SU0SsgFB  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 01.q9AGy  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 MJ}{Q1|*  
    9D3W_eIc  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     P(aBJ*((~  
    |"*P`C=  
    实衍射透镜的参数设置 5226 &N  
    EyK!'9~a  
     gj^)T_E_  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 R27'00(Z0  
    x^lc T  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 =xk>yw!O)  
    c=v016r\  
    可用结构的高度计算(TEA) 9vRLM*9|  
    z^9oaoTl  
                                           ka_m Q<{9  
    衍射曲面高度结构定义为： /stvNIEa  
    ]]|#+$ ~  
                                                                                   rN1]UaT  
    gC$_yd6m L  
    可选参数-分层水平                                                                                 ]L3U2H`7  
    "Q@m7j)(  
     \&F4Wl>`  
    @Ou H=<YN  
    总结：真实衍射透镜计算方法 kFjv'[Y1N  
    CR [>5/:M  
    .@{v{  
                                                                             ip?]&5s  
    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： %pVsafV  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 AZ.QQ*GZ#y  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 P0 0G*iY~\  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 q^xG%YdPz+  
    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。 EjfQF C  
     kn:hxdZ  
     
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