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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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    离线infotek
    科学家
     
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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-08-08
    摘要 Dej_(Dz_S  
    e"I+5r",  
    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。 8l<4OgoK  
    v%|S)^c?:  
    在哪里可以找到组件?       8Pgw_ 21N1  
    lPBWpHX  
                 C*C;n4AT  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           8(jUCD  
    _/\U  
    波前相位响应 ;5cN o&  
    _{k-&I  
     IH2V .>h  
                                                                                 |``rSEXYs  
    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。 78u9> H  
    Zb? u'Vm=u  
    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)。 YU]|N 'mL2  
    j92X"yB  
     #'qDNY@w}  
    （来自VirtualLab Fusion手册） dm:2:A8^  
                                                                                     WR<,[*Mv^  
    理想衍射透镜的参数设置 Ow3t2G  
    _G62E $=  
                                                         $yoIz.?V  
    ;Yr?"|  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 8hZY Z /T  
    exP:lO_0n  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 gXb * zt2  
    zKllwIf i  
    ~'.SmXZs  
                                                                               =1SG^rp  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: ey/=\@[p  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 6o cTQ}=  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 EvJ<X,Bo  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 #`5>XfbmQ(  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 3!*qB-d  
    iTu~Y<'m  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     Q&?^eOI&#(  
    4))5l9kc.  
    实衍射透镜的参数设置 YLU.]UC  
    ;x|LB>.  
     tso\bxiU  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 ~:xR0dqx  
    h(4&!x  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 AK_,$'f  
    %8hx3N8>  
    可用结构的高度计算(TEA) 12 TX_0  
    yBYZ?gc  
                                           ?`+G0VT  
    衍射曲面高度结构定义为： %Mxc"% w  
    F`e o3z  
                                                                                   0/4"Jh$t  
    k )=Gyv<  
    可选参数-分层水平                                                                                 mJYG k_ua  
    14S_HwX  
     'mm~+hp  
    :={rPj-nU  
    总结：真实衍射透镜计算方法 !;U;5e=0  
    HbZFL*2x3  
    o @(.4+2m  
                                                                             G]k+0&X  
    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： sD{d8s[(  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 3DX@ggE2  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 HU47 S  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 9lR-  
    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。 T/nG\WZbZn  
     
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