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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: 08-08
    摘要 ,*9gy$  
    t@ri`?0w  
    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。 O`!XW8  
    dEI!r1~n  
    在哪里可以找到组件?       @o1#J` rv  
    ? 47"$=G  
                 vqVwo\oEdU  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           /V2yLHm  
    mBB"e"o  
    波前相位响应 !M)] 1Y  
    .=yv m  
     eNH9`Aa  
                                                                                 oO7)7$|1  
    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。 =j20A6gND  
    ]R!YRu  
    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)。 pVzr]WFx  
    3A =\Mb  
     !?J- Y  
    （来自VirtualLab Fusion手册） -2u)orWP  
                                                                                     1fM`n5?"  
    理想衍射透镜的参数设置 j,9/eZRZ  
    Nw"?~"bo  
                                                         FI$ -."F  
    ^xScVOdP  
    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。 >[nR$8_J-l  
    F|'u0JQ)$  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 GjN6Af~}  
    I#]pk!  
    De{ZQg)  
                                                                               E{^W-  
    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: @KHY8y7  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 =HV${+K=~  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 u"wWekB  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 9@mvG^  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 o9C# 5%9  
    c/j+aj0.v  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     .kkhW8:  
     !I&,!$  
    实衍射透镜的参数设置 <dVJV?i;  
    mQSn*;9\T3  
     $-jj%kS  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 AOwmPHEL  
    O'@[ f{  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 <$Sl%DoS  
    JvP>[vb  
    可用结构的高度计算(TEA) 0r i  
    1_;{1O+B  
                                           p&4n"hC  
    衍射曲面高度结构定义为： R >&8%%#  
    se]&)%p[  
                                                                                   'n\PS,[1R  
    5}! 36SO\  
    可选参数-分层水平                                                                                 EDh-pK  
    QoxQ"r9Wh  
     ][#|5UK8L  
    |QR9#Iv  
    总结：真实衍射透镜计算方法 1;B&R89}  
    @o#Yq n3Y  
    L.JL4;U P  
                                                                             {.;qz4d`  
    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： C?W}/r[  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 O 9M?Wk :  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 E`C !q X>  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 z[O*f#t  
    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。 JBZ1DZAWC  
     
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