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    [技术]衍射透镜元件 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-08-08
    摘要 VuWBWb?0Q  
    B LI 9(@  
    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。 [uD G;We=  
    ,`O.0e4pn  
    在哪里可以找到组件?       tlJ@@v&=  
    Q' qz(G0  
                 L6=`x a,  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                      
    .Do(iYO.L  
    waI:w,  
    波前相位响应 e;G}T%W  
    mW&hUP Rx  
    {oK4 u  
                                                                            
    yrVk$k#6}  
    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。 3BzC'nplm  
    ;*}tbh3;.  
    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)。 g#/"3P2 H  
    o!-kwtw`l  
    rZSD)I  
    (来自VirtualLab Fusion手册) _aj,tz  
                                                                                     O~ ]3.b  
    理想衍射透镜的参数设置 !5XH.DYq!  
    |.EC>D /  
                                                    
    #M~6A^)  
    @zGz8IF  
    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。 me@xl }  
    lzDA0MPI:  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 'YTSakNJ}  
    QRKr2:o{  
    ziTE*rNJ  
                                                                          
    J=sj+:GS  
    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: NwbX]pDT  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 > t~2  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 QopA'm  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 tR`^c8gD  
    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。 &A!?:?3%O  
    Rw!wfh_+  
    更多的信息:Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions
    FX,kmre3  
    )N'rYS' 9  
    实衍射透镜的参数设置 UrJrv x  
    { d|lN:B  
    I:Q3r"1  
    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。 >,}SP;  
    #)b0&wyW6i  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 J-d>#'Wb|  
    Oz-;2   
    可用结构的高度计算(TEA) $WICyI{$  
    Mv\]uAT`  
                                      
    &X&msEM  
    衍射曲面高度结构定义为: vMv? fE"  
    X 3q2XU  
                                                                                   bJ5 VlK67R  
    q'1 86L87  
    可选参数-分层水平                                                                            
     Xn=  
    ` ),ACkU>U  
    =GJ)4os  
    /k^!hI"4c  
    总结:真实衍射透镜计算方法 wGhy"1g#  
    bBg=X}9  
    B6J <  
                                                                        
    bSgdVP-  
    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: He)vl.  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 tLSM]Q  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 VbfTdRD-  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 fb|%)A=  
    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<W2a(  
     
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