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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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    光币
    23082
    光券
    0
    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2024-08-08
    摘要 'gwh:  
    ~ 9>H(c  
    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。 kmQ:wf:  
    `<XS5h h=  
    在哪里可以找到组件?       26V6Y2X  
    SN6 QX!3  
                 E=NjWO  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           Dri6\/0  
    :;$MUOps  
    波前相位响应 d$ouH%^cGu  
    UZdnsG7  
     wL;OQhI  
                                                                                 @iz Onc:  
    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。 h ldZA  
    "~r<ZG  
    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)。 mnt&!X4<  
    "x$@^  
     dXyMRGR Uq  
    （来自VirtualLab Fusion手册） c <TEA  
                                                                                     R|?n  
    理想衍射透镜的参数设置 5i br1zs  
    CL<-3y*  
                                                         +y| B"}x  
    b8!oZ~ K  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 ko%mZ0Y  
    D+T/ Z)  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 2> a&m>  
    lMv6QL\>'  
    k>i88^kPV  
                                                                               175e:\Tw  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: {i>AQ+z61f  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 M$x,B#b  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 (Mv~0ShakO  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 *`a$6F7m4  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 %! ` %21  
    y&\4Wr9m  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     ("`"?G  
    b+Q{Z*  
    实衍射透镜的参数设置 73qE!(  
    WUS%4LL(  
     6;E3|st1X  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 4s{=/,f  
    |AvPg  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 lz^Vi!|p  
    &Wy>t8DIK  
    可用结构的高度计算(TEA) ~n -N  
    BOpZ8p'eH1  
                                           E8C8kH]  
    衍射曲面高度结构定义为： @ 5d^ C  
    4(8c L?J`0  
                                                                                   ?;#Q3Y+  
    &5}YTKe}|  
    可选参数-分层水平                                                                                 =1Plu5  
    %XR(K@V  
     h<L_ =)lH  
    ( yLu=  
    总结：真实衍射透镜计算方法 hUpour |b  
    fAh|43Y*a  
    Le83[E*i  
                                                                             \LUW?@gLa  
    用傅里叶模态法/严格耦合波分析(FMM/RCWA)或薄元近似(TEA)的局部线性光栅近似(LLGA)来计算真实的衍射透镜表面。其步骤是： "%K'~"S#Q,  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 #-%D(=&I  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 +<$(ez  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 gpq ,rOIK  
    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。 @de  ZZ  
     
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