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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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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 08-08
    摘要 5{q/z^]  
    C[nr>   
    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;SRK @  
    |V\.[F2Fe  
    在哪里可以找到组件?       MNqyEc""  
    Noxz kpMF  
                 LDEt.,6i  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           q "D L6 >j  
    ;lH,bX~5  
    波前相位响应 t!SQLgA  
    TDIOK  
     R0mT/h2  
                                                                                 -Y=c g;  
    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。 THgzT\_zq  
    Zfv(\SI  
    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)。 6Y )^)dOi  
    DD 5EHJR  
     ]8>UII,US  
    （来自VirtualLab Fusion手册） d4>-a^)V  
                                                                                     ""'eTpe  
    理想衍射透镜的参数设置 sLa)~To  
    J+ZdZa}Ob  
                                                         0D3+R1>_D  
    $a*Q).^  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 0nz@O^*g(  
    WFB|lNf&  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 Cn;H@!8<s  
    mUyv+n,  
    &@utAuI  
                                                                               tW.>D;8  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: _K}_h\e.  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 gQd=0"MV  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 /Np"J  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 Gx_`|I{P  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 J=SB/8tQ)T  
    VgsCwJ9w  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     W/r?0E  
    #X@<U <R  
    实衍射透镜的参数设置 a^\- }4yR  
    @EP{VV  
     e4YfT r  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 _HHJw""j  
    HvgK_'  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 o*wC{VP_  
    Q`p}X&^a  
    可用结构的高度计算(TEA) h[je_^5  
    e|5B1rMM  
                                           oj(A`[  
    衍射曲面高度结构定义为： }RN=9J  
    @)Hbgkdi  
                                                                                   BRU9LS  
    b8{h[YJL2  
    可选参数-分层水平                                                                                 U~#^ ^  
    .)^3t ~  
     v>y8s&/  
    @@{_[ir  
    总结：真实衍射透镜计算方法 o eJC  
    z^!A/a[[!  
    +ersP@G  
                                                                             )_X xk_  
    用傅里叶模态法/严格耦合波分析(FMM/RCWA)或薄元近似(TEA)的局部线性光栅近似(LLGA)来计算真实的衍射透镜表面。其步骤是： Av v  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 :S99}pgY  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 A.$VM#  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 X\p`pw$  
    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。 x#F1@r8R  
     
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