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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 <2wC)l3j*  
    ?y,KN}s_  
    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。 Ym 2Ac>I4  
    \)W Z D  
    在哪里可以找到组件?       oAv LSFn  
    ()<?^lr33  
                 [buLo*C4:  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           fFXnD  
    *P?Rucg  
    波前相位响应 vZPBjloT!.  
    .>2]m[53  
     "om[S :ai  
                                                                                 - x;xQ  
    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。 xdMY2u  
    HTSk40V  
    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)。 6cOlY= bn  
    {gzVbZ#  
     AmrVxn4  
    （来自VirtualLab Fusion手册） Yi <1z:\  
                                                                                     Q~`{^fo1  
    理想衍射透镜的参数设置 [J55%N;#1  
    V/RV,K1/  
                                                         <KX+j,4  
    /)sP<WPQ 6  
    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。 I~nz~U:ak  
    (4/W)L$  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 B/Ltb^a  
    ~VV$wU!A  
    |Z8Eu0RSb  
                                                                               $y%IM`/w  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: EtQ:x$S_  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 I/u>Gt  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 : Xu9` 5  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 #VsS C1  
    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。 yTf/]H]d  
    YUT I)&y  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     CtZOIx.;|  
    )!;20Po  
    实衍射透镜的参数设置 Az/B/BLB  
    X2{Aa T*M  
     q9c-UQB(!  
    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。 dV /Es  
    f<y3/jl4  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 u"8KH u5C@  
    IA$=  
    可用结构的高度计算(TEA) x+v&3YF  
    7Rn 4gT  
                                           P1 |3%#c  
    衍射曲面高度结构定义为： |o@U L  
    Z6&bUZF$bE  
                                                                                   "*:?m{w5  
    l nJ  
    可选参数-分层水平                                                                                 0qm CIcg  
    c=aZ[  
     fP 3t0cp  
    (px3o'lsh  
    总结：真实衍射透镜计算方法 =Z..&H5i  
    M|R\[ Zf  
    *\*]:BIe&v  
                                                                             a6?t?: ~|  
    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： WkV0,_(P  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 >)k[085t  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 /?a9g>G%N  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 "G Jhx/zt  
    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。 HcrlcxwM\i  
     
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