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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 0TiDQ4}i[  
    pK/RkA1  
    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。 'kg~#cf/+  
    ma"M?aM  
    在哪里可以找到组件?       M.C`nI4  
    !9j6l 0  
                 +j$nbU0U  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           zhyf}Ta'  
    |>>^Mol  
    波前相位响应 V=Bmpg  
    eQqCRXx  
     =OKUSHu@V  
                                                                                 ?3v-ppw%  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 e%0IE X  
    KQ(S\  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 f&&Ao  
    x@> ~&eP  
     UyF;sw  
    （来自VirtualLab Fusion手册） ?4Rq +  
                                                                                     8Kn}o@Yd  
    理想衍射透镜的参数设置 yDpv+6(a  
    EvA8<o  
                                                         NxFCVqGb  
    ?tT89m3_E  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 i A'p!l |P  
    Ku3NE-)  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 i/C0 (!  
    DnF|wS  
    ^{E_fQJX  
                                                                               V@1,((,l  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: ?b]f$ 2  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 ;BHIss7  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 ZMK1V)ohn  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 i2LN`5k  
    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。 -, $:^4  
    KT<N ;[;  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     }j\8|UG  
    *r6v9  
    实衍射透镜的参数设置 ^[ 2siG  
    sq8O+AWl  
     Kf6D$}  
    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。 fECmELd  
    P1`YbLER5  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 t*c_70|@k  
    ;;EFiaA  
    可用结构的高度计算(TEA) XhOg>  
    grJ(z)c  
                                           gf8~Zlq4v  
    衍射曲面高度结构定义为： Jp~[Dm  
    Maiyd  
                                                                                   b1Ba}  
    )_Iu7b  
    可选参数-分层水平                                                                                 gO]8hLT  
    3BB/u%N}  
     !B#tJD  
    >R\!Qk  
    总结：真实衍射透镜计算方法 X(C=O?A  
    O%Qz6R  
    ORfMp'uP=  
                                                                             \6/!{D,  
    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： !Jaj2mS.N  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 df$pT?o  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 !nF.whq  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 . B6mvb\  
    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。 2]tW&y_i  
     
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