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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-08-08
    摘要 n 8FIxl&u  
    J?1Eh14KZ  
    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。 #E#@6ZomT  
    &<cP{aBa  
    在哪里可以找到组件?       ^,J>=>,1\  
    .sb0|3&  
                 'u_j5  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           R''2o_F6  
    shiw;.vR{B  
    波前相位响应 biU ?>R  
    *9`k$'  
     /74)c~.W  
                                                                                 |`+ (O  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 cmY `$=  
    lQ4$d{m`  
    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)。 *g4Uo{  
    J8[aVG  
     7'ws: #pC  
    （来自VirtualLab Fusion手册） om6`>I*  
                                                                                     *r|1 3|k  
    理想衍射透镜的参数设置 q77Iq0VR  
    +Q"XwxL<6  
                                                         "5<YN#  
     l .m #  
    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。 `6PBV+]Vm3  
    LCb0Kq}*/(  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 QJI]@3 Y  
    %~0]o@LW7  
    {#&D=7LP  
                                                                               q35=_'\W  
    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: $-\%%n0>6  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 |:`)sx3@#  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 ciW;sK8  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 Qh]k)]+*|  
    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。 X @7:FzU9  
    @scSW5+  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     Q_*.1L  
    _Ecs{'k  
    实衍射透镜的参数设置 _6]tbni?v  
    ZR8y9mx2"  
     ]UZP dw1D  
    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。 bKh}Y`  
    <irr .O  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 6HH:K0j3'  
    {l\Ep=O vx  
    可用结构的高度计算(TEA) Wq<H sJd/  
    af/0e}-  
                                           Ia:M+20n  
    衍射曲面高度结构定义为： V Y@`)  
    D"{%[;J  
                                                                                   ~SXqhX-`  
    vpdT2/F  
    可选参数-分层水平                                                                                 &C#?&AQ  
    d-I=xpB  
     MI`<U:-lP  
    $4]4G=o  
    总结：真实衍射透镜计算方法 _OK!/T*FBt  
     7uzc1}r  
    tNAmA  
                                                                             >=3oe.$)  
    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： q%XjJ -s:  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 W^eQ}A+Z  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 #6#%y~N  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 Seq ^o=  
    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。 )1<GSr9  
     
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