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    • Zemax光学设计从入门到精通 Zemax光学设计从基础到实践 成像衍射光学元件设计及应用 现代光学与光子学技术
    讯技光电:VirtualLab Fusion独家供应商 微小光学与微透镜阵列 光学设计与光学元件 计算光学带来的成像革命
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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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    光币
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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 n3MWs);5  
    TaJB4zB  
    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。 $V6^G*Q  
    C9S@v D+  
    在哪里可以找到组件?       CGw--`#\  
    0e["]Tlnm  
                 6`\]derSon  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           ~`Qko-a&  
    0h$GI"dR  
    波前相位响应 Ja]o GT=e  
     0JRD  
     ]Pn !nSg  
                                                                                 SN+ S6  
    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。 @D`zKYwX1  
    ]6tkEyuq  
    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)。 LU!1s@  
    MWuXI1  
     sc`"P-J+vp  
    （来自VirtualLab Fusion手册） . ,NB( s`  
                                                                                     ST1Ts5I  
    理想衍射透镜的参数设置 ?BCy J  
    nN`"z3o  
                                                         pt:;9hA  
    0/]_nd  
    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。 G2mNm'0  
    MQcE6)  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 "2n;3ByR  
    ~] =?b)B  
    SqB/4P   
                                                                               _=`x])mM  
    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: rFag@Z"["  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 _[E\=  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 7#4%\f+'t  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 fDuwgY0  
    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。 5ouQQ)vA  
    xcSR{IZ  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     ZL91m`r  
    hN4VlNKu  
    实衍射透镜的参数设置 q@Kk\m  
    7u%a/<  
     2:J,2=%  
    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。 k8&FDz  
    QaMDGD  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 HCc`  
    $v&C@l \  
    可用结构的高度计算(TEA) 1)U} i ^  
    NiTJ}1 l  
                                           {% F`%_{"  
    衍射曲面高度结构定义为： >~&(P_<b  
    [-VGArD[k,  
                                                                                   {,f[r*{Y  
    ;5M<j3_*  
    可选参数-分层水平                                                                                 ~PYFYjHC  
    STlPT5e.}  
     {bTeAfbf]  
    !Zj#.6c9  
    总结：真实衍射透镜计算方法 ~u2w`H?V  
    Qtnv#9%Vi  
    =, TSMV  
                                                                             $`Rxn*}V4#  
    用傅里叶模态法/严格耦合波分析(FMM/RCWA)或薄元近似(TEA)的局部线性光栅近似(LLGA)来计算真实的衍射透镜表面。其步骤是： v$JLDt_  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 sS'{QIRC'  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 28+HKbgK  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 S~|tfJpL  
    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。 [)iN)$Mv  
     
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