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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 qVvQ9?  
    Xqz\%&G  
    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。  3 )bC,  
    42Qfv%*c  
    在哪里可以找到组件?       V5ySOgzw,  
    Q^|ZoJS  
                 6 G^x%s  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           ++HHUM  
    x+=Ko  
    波前相位响应 V\!6K  
    0G=bu5  
     KliMw*5(  
                                                                                 lVw77bZ  
    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。 CXe2G5  
    tJ_6dH8Y  
    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)。 MHm=X8eg  
    f4h|Nn%;  
     vZ rE9C }  
    （来自VirtualLab Fusion手册） aLWNqe&1  
                                                                                     |3a1hCxt  
    理想衍射透镜的参数设置 3p%B  
    fW'@+<b  
                                                         gc y'"d"  
    HZG^o^o1l+  
    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。 kwcH$w<I  
    X:un4B}O  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 Gl4(-e'b  
    n{b(~eL?  
    5 aT>8@$Z^  
                                                                               }Sxuc/%:  
    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: :c vZk|b%  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 Ez= Q{g  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 iPD5 KsAOA  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 9L"Z ~CUL  
    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。 T~238C{vh  
    "M GX(SQ  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     )t$<FP  
    :3uCW1  
    实衍射透镜的参数设置 nO ^m  
    w;=fi}<G|e  
     iq25|{1$  
    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。 aZk/\&=6  
    ]d}h`!:  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 WT-BHB1  
    -=tf)  
    可用结构的高度计算(TEA) d~G, *  
    yU e7o4Zm  
                                           ed=pRb  
    衍射曲面高度结构定义为： ]YO &_#  
    gJ; *?Uq(  
                                                                                   {pV\]E\]  
    sULCYiT|Hn  
    可选参数-分层水平                                                                                 4;rt|X77  
    FnoE\2}9  
     sQ)D.9\~  
    i42M.M6D$  
    总结：真实衍射透镜计算方法 n]15 ~GO.  
    _RTJEG  
    oCCTRLb02  
                                                                             JlM0]__v  
    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： >q}Ns^ .'  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 s>RtCw3,  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 d){o#@  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 3@t&5UjwQ  
    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。 ?4[IIX-  
     b3h3$kIYN  
     
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