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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
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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 n*HRGJ  
    \N?,6;%xB  
    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。 Y XBU9T{r  
    <]/z45?  
    在哪里可以找到组件?       mHnHB.OL  
    z;74(5?q  
                 y*AB=d^  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           #hNp1y2  
    Rzolue 8  
    波前相位响应 Ga%x(1U[&  
    |PI]v`[  
     /{j")  
                                                                                 syseYt]  
    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。 RgPY,\_9+  
    n1Y3b~E?E  
    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)。 ?;//%c8,.  
    K?4/x4p@  
     Dn}Wsd=  
    （来自VirtualLab Fusion手册） e2onR~Cf  
                                                                                     0UHX Li47Y  
    理想衍射透镜的参数设置 77:s=)   
    nhUL{ER  
                                                         o`!7 ~n  
    R m{\ R  
    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。 @k~_ w#  
    GmA5E  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 LPOZA`  
    }-e  
    HfF4BQxm  
                                                                               49BLJ|:P?  
    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: Ix"hl0Kh  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 CkJU5D  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 NW$C1(oT  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 %/^k r ZD  
    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。 N'#Lb0`B  
    T@GR Tg  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     ql Uw;{;p  
    ) LA^j|Y}  
    实衍射透镜的参数设置 S[J=d%(  
    L?@ TF;  
     `mI% Se  
    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。 3,snx4q (  
    .Y.{j4[LQ  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 l Z3o3"  
    F^],p|4f  
    可用结构的高度计算(TEA) U2tsHm.O  
    ")q{>tV  
                                           pvz*(u  
    衍射曲面高度结构定义为： .>(?c92  
    O\5*p=v  
                                                                                   No\H QQ  
    YzcuS/~x  
    可选参数-分层水平                                                                                 3wS{@'  
    F4m Q#YlrS  
     MuQBn7F{c  
    iwHy!Vi-5  
    总结：真实衍射透镜计算方法 sFEkxZi<  
    A%VBBvk  
    g5EdW=Dt,  
                                                                             XsldbN^ 6  
    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： sP0pw]!  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 xHml" Y1  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 ~YIGOL"?  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 N.J;/!%!  
    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。 L`i#yXR  
     
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