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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 7@gH{p1  
    7DK}c]js  
    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。 {#?|&n<  
    0 !%G #~th  
    在哪里可以找到组件?       eA]8M^  
    ;J+iwS*Z  
                 T&6>Eb0{  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           1CZO+MB&"$  
    N\tFK*U^I  
    波前相位响应 ,jz~Np_2  
    .7Yox1,  
     1I'Q{X&B  
                                                                                 ;! ?l8R  
    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。 Y$,~"$su|  
    > JA-G@3i  
    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)。 MRo_An+  
    Z5U\>7@&8  
     Zi]E!Tgn  
    （来自VirtualLab Fusion手册） 5cA:;{z];g  
                                                                                     *rxYal4ad  
    理想衍射透镜的参数设置 tXrKC  
    Z6Mjc/  
                                                         E6xdPjoWy  
    =c,7uB  
    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。 W58?t6! =  
    T3=h7a %=  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 vc3r [mT  
    FhBV.,bU,m  
    ,:K{  
                                                                               \X(*JNQ  
    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: eTgtt-;VR  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 |[#Qk 4Ttf  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 &|'yqzS3  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 cg]Gt1SU  
    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。 {=d}04i)E"  
    eG2'W  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     fXnewPr=#  
    WZ!zUUp}V  
    实衍射透镜的参数设置 hop| xtai;  
    4|cRYZj5  
     jFKp~`/#  
    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。 7KUf,0D  
    TT3GGHR  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 LTA0WgzR)  
    g<^A(zM  
    可用结构的高度计算(TEA) *a8<cf  
    2PeMt^  
                                           SQ+r'g  
    衍射曲面高度结构定义为： BL>~~  
    as/PM"  
                                                                                   |${ImP  
    \AoqOC2u  
    可选参数-分层水平                                                                                 rk;]7Wu  
    {=J:  
     Ax=)J{4v  
    A{)pzV25  
    总结：真实衍射透镜计算方法 T?Z&\g0yp  
    "8?Fl&=Q  
    uxKO"  
                                                                             e87a9ZPm  
    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： Us# /#-hJ  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 p NQ7uy  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 < 0~1   
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 up8d3  
    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。 pH3\X cn  
     
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