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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 K)Q]a30  
    bpKZ3}U  
    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。 rld67'KcE  
    b0Kc^uj5  
    在哪里可以找到组件?       5ZMR,SZhC  
    2ioQb`=  
                 {`K m_<Te!  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           BPdfYu ,il  
    ~ ; -! n;  
    波前相位响应 YEj8S5"Su\  
    }RwSp!}C  
     jC7&s$>Q"g  
                                                                                 '+$EhFwD  
    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。 ,)iKH]lY=  
    L7V G`h;  
    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)。 Mi/&f   
    )tl.s)"N  
     6bBB/yd  
    （来自VirtualLab Fusion手册） (Nx;0"5IX  
                                                                                     OU/MiyP2  
    理想衍射透镜的参数设置 4)U.5FBk )  
    *X, /7C   
                                                         m"o ;L3  
    pb$~b\s]=  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 }w1~K'ck}>  
    uwjGDw  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 zJ)*Z,7  
    ho0@ l  
    D,g1<:<  
                                                                               OnK~3j  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: #@"<:!?z  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 /yZQ\{=  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 JXu$ew>q  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 FxVZ[R  
    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。 `g6h9GC6  
    }C#;fp"L  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     bIEhgiH  
    r%.do;5  
    实衍射透镜的参数设置 9M1d%jT  
    Xa[?^P  
     9$|Gfyv  
    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。 FDv+*sZ  
    ,I_^IitN  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 /Ne<V2AX  
    E Kz'&Gu  
    可用结构的高度计算(TEA) ]f_6 '|5 A  
    `zE}1M%y  
                                           K!]1oy'V  
    衍射曲面高度结构定义为： y;AL'vm9  
    8krpowVs~  
                                                                                   Jte#ZnP  
    YI.w-K\  
    可选参数-分层水平                                                                                 `A,g] 1C:  
    }-o{ASC#  
     YcN!T"w J@  
    nYa*b=[.  
    总结：真实衍射透镜计算方法 T7d9ChU\#.  
    nE^Qy=iE  
    O=dJi9;`#_  
                                                                             !k/Pv\j/R  
    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： sPb=82~z  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 =pk)3<GwF  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 +5&wOgx  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 ,57`D'  
    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。 o,!T2&}  
     
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