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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 Vl%AN;o  
    h q6B pE  
    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。 ] QGYEjW  
    .0:BgM  
    在哪里可以找到组件?       h3Nwxj~E  
    '_lyoVP  
                 wZJpSkcEx  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           9%S{fd\#  
    Z3g6 ?2w6  
    波前相位响应 *p`0dvXG2  
    AjKP -[  
     HgvgO\`]  
                                                                                 Wb+^Ue  
    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。 l"5$6h  
    "w9LQ=mW  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 K_{f6c<  
    w,bILv)  
     F[<EXLQ  
    （来自VirtualLab Fusion手册）  }fpK{db  
                                                                                     jV]'/X<  
    理想衍射透镜的参数设置 Jkzt=6WZ0  
    ?&I gD.  
                                                         K{.s{;#  
    x|d Xa0=N_  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 bE#=\kf|  
    P~Q5d&1SO  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 uSLO"\zysX  
    zpV@{%VSj  
    >J_{mU  
                                                                               5cO}Jp%PA  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: ^m;dEe&@F  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 J]UlCg  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 QWH1xId  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 Y]/(R"-2G  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 #H{<nVvg^  
    sOg@9-_Uh  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     l>`N+ pZ$  
    ;ZHKTOoK  
    实衍射透镜的参数设置 LTj;e[  
    +6|Ys  
     O{zY(`[  
    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。 S+3'C  
    z~Ph=1O>p  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 sDT(3{)L7  
    @[u!  
    可用结构的高度计算(TEA) et(/`  
    8>S"aHt 7  
                                           nr*~R-,\  
    衍射曲面高度结构定义为： 9r-]@6;  
    #t:]a<3Y2  
                                                                                   E/|]xKG  
    ePdM9%  
    可选参数-分层水平                                                                                 E{kh)-  
    iwWy]V m7  
     #qXE[%  
    Xt~`EN  
    总结：真实衍射透镜计算方法 zvf:*Na")  
    @P#uH5U  
    qIcQPJn!}  
                                                                             P1;T-.X~&  
    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： V#.;OtF]  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 }^Be^a<ub  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 Z)EmX=  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 bq[j4xH0X  
    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。 ;<`F[V Zau  
     
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