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    [技术]衍射透镜元件 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 08-08
    摘要 P6u%-#  
    hbE~.[Y2r  
    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。 [PL]!\NJ  
    utBKl' `  
    在哪里可以找到组件?       D@o8Gerq~  
    yo_;j@BGR  
                 z9HUI5ns  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           ]?(_}""1  
    UGK,+FN  
    波前相位响应 E{}Vi>@V?  
    {Zrf>ST  
     8d8GYTl b)  
                                                                                 R![4|FR  
    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。 S~Yu;  
    6G]hs gro  
    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)。 :x36Z4:  
    C}(9SASs%  
     R6-Z]H u  
    （来自VirtualLab Fusion手册） QLOcgU^  
                                                                                     jt6,id)&  
    理想衍射透镜的参数设置 pEX|zee  
    D~7L~Q]xI  
                                                         ::8c pUc`f  
    !Yu|au  
    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。 l$3YJ.n|s~  
    9O\N K:2  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 b]@@x;v$@  
    f%Vdao[  
    Vl%jpjqP  
                                                                               8 ;o*c6+  
    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: [?nM)4d  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 `rZS\A  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 (K3eb  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 G~KYFNHr  
    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。 nbdjk1E`~  
    l|5;&(Y+s  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     Rg~F[j$N  
    )@a_|q@V  
    实衍射透镜的参数设置 FFpG>+*3  
    j=n<s</V  
     |7%#z~rT  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 i'`[dwfS  
    dI) 9@UL  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 ,'>O#kD  
    p@jwHlX  
    可用结构的高度计算(TEA) _68{ {.  
    ,BE4z2a  
                                           E% d3}@  
    衍射曲面高度结构定义为： GLr7sack  
    T7~Vk2o%(  
                                                                                   d .t$VRO  
    t$-!1jq  
    可选参数-分层水平                                                                                 ~(K{D D7[N  
    i4H,Ggb  
     $&jte_hv  
    a/dq+  
    总结：真实衍射透镜计算方法 p-JGDjR0G  
    nV3I6  
    L{Kl!   
                                                                             B`wrr8"Rz  
    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： yNOoAnGT W  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 c[X:vDUX  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 ,WQg.neOA  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 55Ag<\7  
    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。 j-TRa,4bN  
     
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