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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: 2024-08-08
    摘要 kS);xA8s]  
    iOghb*aW  
    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。 0Th&iA4  
    k1~&x$G  
    在哪里可以找到组件?       'rkdZ=x{  
    CY5Z{qiX  
                 IHac:=*Q  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           ""G'rN_=Bi  
    U?Zq6_M&  
    波前相位响应 (y~TL*B  
    $qnZl'O>  
     &U#|uc!+  
                                                                                 sY&IquK^  
    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。 Ee! 4xg  
    %ntRG !  
    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)。 013x8!i  
    E{`fF8]K  
     6A-|[(NS  
    （来自VirtualLab Fusion手册） ]w8(&,PP  
                                                                                     gR;i(81U  
    理想衍射透镜的参数设置 wlqksG[B  
    tS=(}2Q  
                                                         FTUv IbT  
    kn 4`Fa;)O  
    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。 !l8PDjAE  
    .M%}X7  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 '-~~-}= sJ  
    l'_r:b  
    (hbyEQhF  
                                                                               }Zn}  
    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: S4z;7z(8+  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 `Ggbi4),  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 Z@!+v 19^  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 Wh*uaad7  
    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。 H<,gU`&R  
    \_f(M|  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     `M8i92V\qY  
    )3EY;  
    实衍射透镜的参数设置 w<(pl%  
    !Wnb|=j  
     vA8nvoi  
    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。 OQJ6e:BGt  
    ukyZes8o K  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 ^<2p~h0 \  
    + cN8Y}V  
    可用结构的高度计算(TEA) 64tvP^kp  
    2P0*NQ   
                                           0\P1; ak%  
    衍射曲面高度结构定义为： N`e[:[  
    Gyc]?m   
                                                                                   37o; ;  
    AoxA+.O  
    可选参数-分层水平                                                                                 SO!8Di  
    VMWf>ZU  
     ,k3FRes3  
    q(84+{>B  
    总结：真实衍射透镜计算方法 uVrd i?3  
    Lp9E:D->  
     f.)O2=  
                                                                             <RL]  
    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： Q*Pq{]0K  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 Ysv" 6b}  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 3[*}4}k9  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 /j.9$H'y  
    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。 7qS)c}Q\  
     
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