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    [技术]衍射透镜元件 [复制链接]

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    离线infotek
    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 ,gpEXU p\  
    Y6Y"fb%K  
    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。 4V{&[ Z  
    #?\(l%  
    在哪里可以找到组件?       ml|FdQ  
    t@R n#(~"  
                 UsA fZg8  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           fp(zd;BSQ  
    *otgI"y\  
    波前相位响应 ]Hl{(v\H O  
    PepR ]ym  
      /s^42  
                                                                                 @J>JZ7m]\  
    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。 g - !  
    S W6oaa81  
    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)。 l-nH  
    &ID! lEd  
     [f { qb\  
    （来自VirtualLab Fusion手册） ~}{_/8'5  
                                                                                     Vp1ct06^  
    理想衍射透镜的参数设置 7l/ZRz }1  
    ZXo;E  
                                                         "doiD=b  
    CvZ\Z472.j  
    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。 )2l @%?9  
    cR!M{U.q  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 x8C\&ivn  
    y'b*Dk{  
    boDD?0.|  
                                                                               Vh;|qF 9  
    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: iF +@aA  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 (f_YgQEL  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 o_b3G  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 "l-#v| 54  
    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。 Y+),c14#  
    $aU.M3  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     DOGGQ$0  
    xDl; tFI  
    实衍射透镜的参数设置 tw.GBR  
    a6;[Z  
     JF~9efWe>  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 LjGZp"&{  
    |By[ev"Kh%  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 ZI1]B944ni  
    7T6Zlp  
    可用结构的高度计算(TEA) cNwH Y Z'  
    xk/-TXB 0  
                                           uxDM #  
    衍射曲面高度结构定义为： EFx>Hu/ [G  
    _()1 "5{  
                                                                                   4'`P+p"A  
    9M($_2,44  
    可选参数-分层水平                                                                                 gd7r9yV  
    +XO\#$o>W  
     ))Z>$\<:  
    G{4s~Pco[Q  
    总结：真实衍射透镜计算方法 ,YvOk|@R  
    "@hd\w{.  
    Q~0>GOq*  
                                                                             T\$i=,_$  
    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： _4)z:?G5  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 %1jcY0zEQ  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 |LbAW /9a  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 <B0 f  
    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。 JrY*K|YdW  
     
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