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    讯技光电:VirtualLab Fusion独家供应商 微小光学与微透镜阵列 光学设计与光学元件 计算光学带来的成像革命
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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-06-29
    摘要 0&} "!)  
    }1VxMx@  
    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。 AKk6kI8F  
    dbQUW#<Q  
    在哪里可以找到组件?       $!)Sgb  
    L0H;y6&  
                 w7 @fiH{  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           ms@*JCL!t  
    .$pW?C 3e  
    波前相位响应 @KfFt R-;  
    RB`Emp&T  
     {EE/3e@  
                                                                                 `$vTGkGpY  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 [DpGL/Y.  
    AIgJ,=9K  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 aw&:$twbM  
    ,\laqH\ 1%  
     9JYrP6I!_  
    （来自VirtualLab Fusion手册） >77N5 >]e  
                                                                                     Cgq/#2BM  
    理想衍射透镜的参数设置 (99P9\[p  
    (&HAjB  
                                                         t{Ck"4Cg  
    K<TVp;N  
    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。 _:DnF  
    yr?*{;  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 ^}7iouE C  
    \n$s5i-  
    D!< [\ G  
                                                                               $fES06%  
    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: &/R`\(hEA  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 RZ 4xR  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 cVya~ *  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 ,WSK '  
    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。 wTb7 xBI  
    H'7AIY }  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     R1OC7q  
    K;moV| j  
    实衍射透镜的参数设置 XHU&ix{Od  
    V; 0{o  
     ]k~Vh[[  
    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。 xEdCGwgp#  
    Elth xj  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 x dDR/KS  
    9DcUx-   
    可用结构的高度计算(TEA) DY1?37h  
    o (fZZ`6Y  
                                           o8B_;4uB  
    衍射曲面高度结构定义为： 2r;^OWwr?  
    C$Pe<C#  
                                                                                   #!V [(/  
    F[m"eEX  
    可选参数-分层水平                                                                                 %.^8&4$+  
    eLE9-K+  
     i\hH .7G1  
    DwM4/m  
    总结：真实衍射透镜计算方法 L(tS]yWHw  
    %SORs(4  
    FD>j\  
                                                                             zWvG];fsN  
    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： @gzm4  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 +W|MAJtg  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 3?|gBiX  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 jCdKau&9  
    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。 $mFsf)1]]?  
     ^,S\-Uy9  
     
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