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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-08-08
    摘要 AGV+Y 6  
    X\1.,]O >  
    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。 cH`ziZ<&m1  
    lnnT_[ni.  
    在哪里可以找到组件?       /DX6Hkkj%  
    @n;$Edza/  
                 RA*W Ys&xb  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           t_hr${  
    $ S]l%  
    波前相位响应 3M"eAK([  
    FvVM}l'  
     j>)yV@g/  
                                                                                 _n+ 5{\z  
    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。 >k8FUf(c  
    jg3T1ROL  
    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)。 -] `OaL!  
    Vi>`g{\  
     Cznp(z  
    （来自VirtualLab Fusion手册） HFW8x9Cc  
                                                                                     m^KK #Hw/`  
    理想衍射透镜的参数设置 A Eo  
    [&+5E1%L  
                                                         O~c\+~5M*  
    8B;HMD  
    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。 eT@, QA(3  
    9uW\~DwsZ%  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 >#|%y>g .o  
    -5GRit1q?  
    Jj7he(!_1  
                                                                               6Gh3r  
    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: _$m1?DZ  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 .$-GGvN]  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 Lz=GA?lk[\  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 G$E+qk nJL  
    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。 1Wb_>`;  
    9Bi{X_.9  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     ]SG(YrF  
    &5Huv?^a'  
    实衍射透镜的参数设置 .iZo/_  
    v|wO qS  
     frUO+  
    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。 TSUT3'&~p  
    Z?)=4|  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 :NXM.@jJ="  
    f~{4hVA  
    可用结构的高度计算(TEA) *d&+? !  
    ,o s M|!,  
                                           2-_d~~O1N  
    衍射曲面高度结构定义为： m[D]4h9  
    hi^t zpy  
                                                                                    @"L*!  
    O_^t u?x  
    可选参数-分层水平                                                                                 ~ }?*v}  
    V2IurDE  
     O^sOv!!RH/  
    @]@6(To  
    总结：真实衍射透镜计算方法 3oMhsQz~z  
    Q3 yW#eD  
    .{4U]a;[  
                                                                             1Y{pf]5Wx  
    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： !+T29QYK8  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 hv#|dI=kZR  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 I3d!!L2ma  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 L% `lC]  
    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。 O^KIB%}fu  
     
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