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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-08-08
    摘要 F.D6O[pZ  
    yMOYTN@]  
    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。 t&-c?&FO\;  
    tPDB'S:&3  
    在哪里可以找到组件?       'cY @Dqg1  
    W$` WkR  
                 }mS Q!"f:  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           5a/3nsup5  
    !v*#E{r"g=  
    波前相位响应 :I^4ILQCD  
    :(I=z6  
     /x /W>J2  
                                                                                 1?r$Rx<R  
    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。 oTA'=<W?D  
    p+2uK|T9  
    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)。 P.~sNd oJ  
    G~NhBA9  
     8g/r8u~  
    （来自VirtualLab Fusion手册） WX+@<y}%  
                                                                                     {9hhfI#3_  
    理想衍射透镜的参数设置 mN#&NA  
    *T{KpiuP  
                                                         |\]pTA$2  
    eh*F/Gu  
    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。 5;9.&f  
    6,]2;'  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 N]|U-fN\  
    +*RpOtss  
    $'lJ_ jL  
                                                                               UL" <V  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: ,-> P+m5  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 Fh)YNW@  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 +7K]5p;!~  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 E} ]SGU"  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 RHq r-%  
    bre6SP@  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     EKT"pL-EY  
    :wJ!rn,4  
    实衍射透镜的参数设置 *OZ O} i  
    FRTvo  
     9a.[>4}  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 tWdP5vfp  
    tQ4{:WPG  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 ^[zF IO  
    !i6 aA1'  
    可用结构的高度计算(TEA) ix}*whW=U  
    <lLk (fC  
                                           +'I8COoiv%  
    衍射曲面高度结构定义为： o6 [i0S  
    5{6ebq55"  
                                                                                   0M>%1 *  
    *$>$O%   
    可选参数-分层水平                                                                                 Eb9M;u  
    ?Qs>L~  
     \'N|1!EO|t  
    /t?(IcP5  
    总结：真实衍射透镜计算方法 gClDVO  
    8%9OB5?F6  
    K#p&XIY,  
                                                                             YuDNm}r[  
    用傅里叶模态法/严格耦合波分析(FMM/RCWA)或薄元近似(TEA)的局部线性光栅近似(LLGA)来计算真实的衍射透镜表面。其步骤是： ~9ILN~91  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 RwwX;I"o%  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 Qod2m$>wp}  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 QfM*K.7Sl  
    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。 (.3L'+F  
     
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