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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  t8EI"|  
    p7;K] AW  
    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。 t,|Apl]  
    y1%OH#:duD  
    在哪里可以找到组件?       Uq#2~0n>  
    ~&D =;M/  
                 M*gvYo  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           {]]%0!n\  
    rCDt9o>  
    波前相位响应 /g{*px|  
    20|_wAA5  
     =f!A o:Uc  
                                                                                 }'eef"DJ9  
    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。 49=pB,H;H  
    X1.-C@o  
    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)。 uD=Kar  
    Rh^@1{yr  
     M11\Di1  
    （来自VirtualLab Fusion手册） !?JZ^/u  
                                                                                     @e3+Gs  
    理想衍射透镜的参数设置 |JIlp"[  
    ~Yk^(hl2  
                                                         Tty'ysH  
    q*&H  
    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。 $J4\jIipL  
    /'jX_ V_$|  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 $\J5l$tU  
    &!X<F,  
    QvZ"{  
                                                                               dfdK%/' $(  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: cmXbkM  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 _dd! nU\A|  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 iRsB|7v[,  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 3k/E$wOj  
    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。 INbV6jZL  
    gdf0  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     yor'"6)i  
    MQwxQ{  
    实衍射透镜的参数设置 K^fs #7  
    6}E>B{Y  
     .yy*[56X  
    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。 /io06)-/n  
    T4.wz 58  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 !lNyoX/  
    c<|y/n  
    可用结构的高度计算(TEA) ,gQl_Amvz  
    zJw5+ +  
                                           hxL?6mhY  
    衍射曲面高度结构定义为： Bp7p X  
    8C*@d_=q  
                                                                                   3Y38l P:>h  
     `qs,V  
    可选参数-分层水平                                                                                 qF~9:`  
    ;9z|rWsF  
     <Tgy$Hm  
    o @L0ET  
    总结：真实衍射透镜计算方法 >b2!&dm  
    `r1}:`.m,  
    g0zzDv7~  
                                                                             vz4( k/  
    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： 8C3oi&av/{  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 %evb.h)  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 D{B?2}X  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 @lj|  
    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。 06Wqfzceb  
     
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