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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 =8 1Xt1,  
    ` ];[T=  
    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。 ;0}"2aGY  
    5TW<1'u  
    在哪里可以找到组件?       :95_W/l  
    ]$k m  
                 bX1! fa  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           #+Gs{iXr  
    L1w4WFWO  
    波前相位响应 si4=C  
    kR|DzB7  
     *xNjhR]7v  
                                                                                 $R}iL  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 G!lykk]  
    ;@\J scNJ|  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 ) W7H{#  
    wx7>0[zE  
     o~N-x*   
    （来自VirtualLab Fusion手册） X~VZ61vNu  
                                                                                     |&*rSp2iH  
    理想衍射透镜的参数设置 #Yb9w3N  
    ^O9m11  
                                                         VFp)`+8  
    S^_yiV S  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 xg!\C@$  
    3gXUfv2ID  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 E)SOcM)  
    ;Awzm )Q  
    \}(-9dr  
                                                                               lcLxqnv  
    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: fA,!d J  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 h.%Qn vL  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 lw lW.C  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 -2XIF}.Hu  
    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。 z@LP9+?dE  
    1Ee>pbd  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     {_D'\i(Y_  
    |-?b)yuAz  
    实衍射透镜的参数设置 6/C  
    Z.19v>-c  
     P=i |{vv(  
    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。 JIkmtZv  
    N1t:i? q&  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 xpo}YF'5  
    "A$Y)j<#G  
    可用结构的高度计算(TEA) 0;`PHNBq  
    FiH!) 6T  
                                           Eu}A{[^\  
    衍射曲面高度结构定义为： cA^7}}?e  
    p`ZGV97  
                                                                                   /FXfu  
    \p|!=H@  
    可选参数-分层水平                                                                                 }jXUd=.Nu  
    V)@scB|>,  
     7tnzgtal  
    'S ;vv]}Gs  
    总结：真实衍射透镜计算方法 =1uI >[aN  
    |1x,_uyQ%  
    OuH]Y70(  
                                                                             nhxl#  
    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： b(,[g>xH   
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 6ns_4, e  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 247>+:7z  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 b s*Z{R  
    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。 %?y`_~G  
     
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