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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: 04-29
    摘要 71~V*  
    m?csake.Me  
    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。 ' ft  |  
    f_ ::?  
    在哪里可以找到组件?       4fN<pG,  
    &1I0i[R  
                 Jlzhn#5c-  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           A}%sF MA  
    ur'A;B  
    波前相位响应 "];19]x6q  
    u^`B#b '  
     IE|$>q0Z  
                                                                                 $`uL^ hlj]  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 FNUue  
    hWUZn``U$|  
    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)。 s^ 6S{XJ  
    `'g%z: ~  
     WB= gN:?  
    （来自VirtualLab Fusion手册） lwK Au!l  
                                                                                     {RzlmDStV  
    理想衍射透镜的参数设置 mtHw!*  
    Pp}j=$&j\  
                                                         <)rol  
    GI/g@RV  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 M[X& Q  
    6@bO3K|  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 fFsA[@5tul  
    s]}P jh8  
    ATwPfo8jx@  
                                                                               WT1ch0~2  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: |n~- LH++  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 N5 g!,3  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 h'wI/Z_'  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 {| Tl3  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 :sJVklK  
    GUMO;rZs  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     JD,/oL.KA  
    32dR`qb  
    实衍射透镜的参数设置 @c5TSHSL.  
    :]:q=1;c  
     3C5<MxtK  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 oKzLt  
    x%0Q W  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 z`'{l {  
    uP<tP:  
    可用结构的高度计算(TEA) 2b2/jzO}J  
    ^xFZ;Yf  
                                           lLl^2[4k5  
    衍射曲面高度结构定义为： .h{`e>d  
    Ioj F/  
                                                                                   9z,V]v=  
    A=Dzd/CUO  
    可选参数-分层水平                                                                                 tK0?9M.)  
    Ub0g{   
     Xji<oih  
    RP!X 5  
    总结：真实衍射透镜计算方法 L-vy,[9)[*  
    ?bW|~<X~  
    hjs[$ ,1  
                                                                             >}Fe9Y.o  
    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： Qn6'E  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 6o!+E@V b  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 {p-&8-  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 +O2T%  
    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。 }GRZCX>  
     !-)Hog5\  
     
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