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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: 2024-08-08
    摘要 au 5qbP  
    h ?%]uFJC  
    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。 yjxv D  
    \Lu] %}  
    在哪里可以找到组件?       -|~tZuf  
    4Fpu68y  
                 %t\ ~3pw=  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           Y:} !W  
    "kT?9&  
    波前相位响应 EAM2t|M G.  
    fbK`A?5K  
     *(sFr E  
                                                                                 "FT(U{^7d  
    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。 b^]@8I[M  
    <rpXhcR  
    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)。 r*t\\2  
    1ti4 ZM  
     y6S:[Z{~A  
    （来自VirtualLab Fusion手册） Z,jK(7D(  
                                                                                     L H`z '7&/  
    理想衍射透镜的参数设置 Xi!`+N4  
    '+ cPx\4  
                                                         K-b'jP\  
    'u{DFMB-A  
    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。 5b^`M  
    >'X[*:Cx  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 >?Ps5n]b  
    $pg1Av7l  
    hO@VYO   
                                                                               =fr_` "?k  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: %VD>S  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 oH|<(8efD  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 UI>?"b6 L  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 >1n[Y- r  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 E}WO?xxv74  
    -O?}-6,_Z  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     z3:tSjF  
    3r (i=ac0  
    实衍射透镜的参数设置 b\O%gg\p%!  
    ~Z#jIG<?g  
     06#40-   
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 ^1^mu c[  
    C`0;  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 6X@$xe847[  
    hh<Es|v  
    可用结构的高度计算(TEA) S!;:7?mq  
    .oNs8._:  
                                            qg+bh  
    衍射曲面高度结构定义为： <8Zm}-U  
    \Y{^Q7!>:8  
                                                                                   \)Bws `  
    j%qBNoT~  
    可选参数-分层水平                                                                                 kr|u ||  
    ![,W?  
     cj!Ew}o40D  
    k7gm)}RKcu  
    总结：真实衍射透镜计算方法 =#"ZO  
    &~xzp^&  
    2-<i#nA3  
                                                                             RN%*3{-  
    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： #H@rb  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 0Lo)Ni^"  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 @l:o0(!W  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 [0(+E2/:2  
    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。 ?<iinx   
     
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