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    [技术]衍射透镜元件 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 08-08
    摘要 Tw?Pp8'  
    \o0z@Ntq  
    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。 @ysJt  
    6'S5sRA  
    在哪里可以找到组件?       U+:S7z@j?  
    @>d&5}F_>{  
                 }]uB? +c  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           @ARAX\F  
    H Jnv'^yn  
    波前相位响应 'SsPx&)l  
    Ej-=y2j{g  
     &z7N\n  
                                                                                 L%TxP6z4A  
    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。 \Mobq  
    l=Vowx.$2f  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。  "Nk`RsW  
    ?FkQe~FN{  
     Lr!L}y9T+  
    （来自VirtualLab Fusion手册） WiPM <'  
                                                                                     BiVd ka  
    理想衍射透镜的参数设置 s@*,r@<  
    V#n?&-{V  
                                                         mBYS"[S(  
    l:>qR/|m  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 6$xo# }8  
    | 7t=\  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 wFKuSd  
    ]w1BJZa36  
    r4]hS`X~%  
                                                                               ymzPJ??!  
    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: ?yK%]1O  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 fRca"vV  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 j TB<E=WC  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 "<g?x`iz  
    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。 xCmI7$uQ#  
    vV$hGS(f~  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     !W+p<F1i  
    '<*CD_2t-  
    实衍射透镜的参数设置 -Z[R S{#+T  
    iA1;k*) q  
     I_jM-/3b  
    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。 +73=2.C0  
    s$2l"|h>B  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 qr<-eJf  
    (50[,:#  
    可用结构的高度计算(TEA) q9g[+*9]$  
    YU ]G5\UU  
                                           ,6%hu|Y*  
    衍射曲面高度结构定义为： gKm@B{rC  
     YiY&; )w  
                                                                                   =+SVzK,+3  
    Sm*Jysy`  
    可选参数-分层水平                                                                                 auyKLT3C  
    VDb,$i.Z0  
     O=!)})YG  
    =0!\F~  
    总结：真实衍射透镜计算方法 3& fIO  
    %O4}i@Fe  
    E<98ahZ?l  
                                                                             @?^LxqAWA  
    用傅里叶模态法/严格耦合波分析(FMM/RCWA)或薄元近似(TEA)的局部线性光栅近似(LLGA)来计算真实的衍射透镜表面。其步骤是： d-#u/{jG)  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 ]Lb?#S  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 p'uqh e X  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 g~$GE},,  
    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。 :<WQ;q  
     
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