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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-08-08
    摘要 q;))3aQe  
    =ZsM[wd  
    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。 N@M(Iw  
     M>mk=-l  
    在哪里可以找到组件?       iXN7+QO)  
    q/o|uAq  
                 @$5GxIw<l  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           4{:W5eT!/  
    0/8rYBV  
    波前相位响应 hrwQh2sm  
    T;eA<,H  
     He)<S?X-6  
                                                                                 X7I"WC1ncz  
    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。 xZ51iD $  
    H!F Cerg  
    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)。 t|gEMDGa3  
    x*H4o{o0  
     %!r>]M <  
    （来自VirtualLab Fusion手册） nt,tM/  
                                                                                     TzXivE@mm  
    理想衍射透镜的参数设置 Lx-ofN\  
    \dyJ=tg  
                                                         C+r<DC3  
    f`5e0;zm  
    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。 :*bmc/c  
    apxZ}  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 y.AF90Q>)  
    YfC1.8  
    x%ZgLvdp,  
                                                                               w][1C\8m  
    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: |bQX9|L  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 ta>:iQ a  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 8K! l X  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 d}K"dr:W5  
    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。 DiK@>$v  
    r\y~ :  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     7xP>AU)y  
    IqK??KSC  
    实衍射透镜的参数设置 $oO9N^6yF  
    DLYk#d: q?  
     ~X^L3=!vf  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 A KO#$OJE  
    Y`S9mGR#  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 OO@ (lt  
    [&n2 yt  
    可用结构的高度计算(TEA) RVv@x5  
    1F*gPhm  
                                           i,R<`K0  
    衍射曲面高度结构定义为： I_mnXd;n  
    ylF%6!V}4V  
                                                                                   -LL49P6  
    .__X- +^  
    可选参数-分层水平                                                                                 #C1u~db  
    8kQ >M  
     /,'D4s:Gg  
    0c4H2RW  
    总结：真实衍射透镜计算方法 .g.v  
    x^kV;^ I  
    WjxO M\?#  
                                                                             j nvi_Rodm  
    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： =Mb!&qq  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 >Ha tb bA  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 w-?_U7'  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 K &m`1f  
    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。 h#9X0u7j  
     
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