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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: 08-08
    摘要 ?Z}&EH  
    \z)%$#I  
    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。 NwfVL4Xg  
    X5w$4Kj&4l  
    在哪里可以找到组件?       A]3k4DLYS  
    cidP|ie^  
                 iN.n8MN=I  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           {K!)Ss  
    "9807OME  
    波前相位响应 ~F#j#n(=`q  
    !d T4  
     5 IpDeJ$  
                                                                                 u$`a7Lp,n  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 Ew$C ;&9  
    ` G kX  
    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)。 NCD04U5y  
    f?)-}\[IR{  
     J9 I:Q<;  
    （来自VirtualLab Fusion手册） (w zQ2Dk  
                                                                                     )YI(/*+]  
    理想衍射透镜的参数设置 DW3G  
    -ze J#B)C  
                                                         %]7d`/  
    e~(5%CO>#j  
    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。 IvNT6]6 P  
    |&4/n6;P$0  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 .eC1qWZJpd  
    fd9k?,zM  
    o,wUc"CE  
                                                                               \^1E4C\":  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: lr$zHI7_`  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 /<BI46B\  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 >5 BJ3Hf  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 /wlEe>i  
    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。 4`=m u}Y2  
    NZz8j^  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     -DAlRz#d,  
    <\S:'g"(  
    实衍射透镜的参数设置 HLi%%"'  
    q75s#[<ap  
     {fp[BF  
    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。 h FBe,'3M  
    e8 b:)"R  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 ,"0 :3+(8;  
    Yz93'HDB  
    可用结构的高度计算(TEA) @|T'0_'  
    yaV|AB$v  
                                           v(%*b,^  
    衍射曲面高度结构定义为： l9H!au=  
    (C)p9-,  
                                                                                   Uoix  
    >c}u>]D  
    可选参数-分层水平                                                                                 )BfAw  
    YZJyk:H\  
     2I{"XB  
    ,"79P/C  
    总结：真实衍射透镜计算方法 ,MIV=*  
    ygl0k \  
    [=`q>|;pOv  
                                                                             U,1-A=Og{o  
    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： 11;zNjD|  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 MnW+25=N  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 q- d:TMkc  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 (&x['IR  
    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。 6;5Ss?ep  
     
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