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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-08-08
    摘要 ~Z\8UsVN  
    "%`1 ]Fr  
    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。 d~9A+m3b_  
    Ec!"O3%!M^  
    在哪里可以找到组件?       "0"nw 2g?  
    7Od -I*bt  
                 J{.{f  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           {% rA1g  
    B~1 _28\  
    波前相位响应 Z^bQ^zk-  
    *RI]?j%B  
     m ifxiV  
                                                                                 ]J1dtN=  
    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。 LA!?H]  
    29;?I3< *  
    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)。 MU`1LHg  
    R{C(K(5/  
     O*hDbM2QQw  
    （来自VirtualLab Fusion手册） |B?cVc0  
                                                                                     L7n D|  
    理想衍射透镜的参数设置 ;,hwZZA  
    `!ob GMTQ<  
                                                         >~''&vdsk\  
    XQY#716)  
    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。 QmQ=q7  
    JA %J$d  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 Y@;CF  
    &W| [r(  
    wg9t)1k{e  
                                                                               D>`xzt'.6  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: |6.l7u ?d  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 UE8kpa)cQ  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 S ^!n45l  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 h=W:^@G  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 ty8q11[8  
    !44/sr'  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     y%&q/tk  
    .iYJr;9`d  
    实衍射透镜的参数设置 R4[N:~Z$|  
    AiwOc+R  
     [@&m4 7  
    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。 6Pz4\uE=  
    R}-(cc%5  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 NN%*b yK  
    |-fg j'  
    可用结构的高度计算(TEA) +>8'mf  
    =J18eH!]  
                                           1XrO~W\=  
    衍射曲面高度结构定义为： Df}A^G >X  
    S-a]j;U  
                                                                                   ?fQ'^agq  
    TEP,Dq  
    可选参数-分层水平                                                                                 U&g@.,Y#  
    WltQ63u  
     \S"isz  
    O\ GEay2  
    总结：真实衍射透镜计算方法 Ryl:a\  
    |T<_5Ik  
    dph{74Dc  
                                                                             [T|aw1SoN  
    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： U#0Q)  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 Bj+S"yS  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 ?so=;gh  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 kGH}[w  
    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。 +=>,Pto<  
     
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