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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 04-29
    摘要 9_.pLLx  
    2X*n93AQi  
    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。 EwgNd Gcj  
    ;!lwB  
    在哪里可以找到组件?       aBQ@n  
    bj0<A  
                 #W l^!)#j?  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           a/H5Y,b>  
    5wE6gRJ  
    波前相位响应 J><hrZ  
    g& f)WQ(  
     Da!vGr  
                                                                                 1zw,;m n  
    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。 B1s&2{L6K  
    %e)vl[:}  
    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)。 >Q^ mR  
    Z_<NUPE  
     !0|&f>y  
    （来自VirtualLab Fusion手册） L; A#N9  
                                                                                     .6y*Z+Zg  
    理想衍射透镜的参数设置 z4` :n.  
    "}ur"bU1  
                                                         $}5M`p\&C  
    *~cNUyd  
    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。 lw?C:-m  
    HZS.%+2  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 $G9E=wn  
    .y_~mr&d  
    t6kLZ  
                                                                               |u$*'EsP  
    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: Dq9f Fe  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 _ouZd.  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 yd'cLZd<}  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 5p:2gsk  
    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。 YcR: _ac  
    rM6S%rS  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     xaV3N[Zd  
    M9Yov4k,4]  
    实衍射透镜的参数设置 )te_ <W  
    30(e6T;   
     3UZ_1nY  
    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。 a9_2b}t  
    AXi4{Q,  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 0"+QWh  
    :B|rs&  
    可用结构的高度计算(TEA) jGJf[:M&Pm  
    ^L Xr4  
                                           R`@7f$;wG  
    衍射曲面高度结构定义为： K:Z,4Y  
    ?duw0SZ  
                                                                                   p;R&h4H  
    Ae2Y\sAV  
    可选参数-分层水平                                                                                 P9Eh, j0_  
    S"87 <o  
     ;i+(Q%LO  
     :J)^gc  
    总结：真实衍射透镜计算方法 #>BC|/P}  
    >s,*=a  
    VeQ [A?pER  
                                                                             #-R]HLW*  
    用傅里叶模态法/严格耦合波分析(FMM/RCWA)或薄元近似(TEA)的局部线性光栅近似(LLGA)来计算真实的衍射透镜表面。其步骤是： 36.mf_AM  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 >SYOtzg%  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 I<xcVY9L  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 KpS=oFX{}  
    4. 对于真实的衍射透镜，VirtualLab Fusion会自动在FMM/RCWA和TEA之间进行选择。如果本地光栅周期大于波长的5倍，则使用TEA。否则，将使用FMM/RCWA对实际结构进行建模。 c\tw#;\9  
     ?6I`$ &OA  
     
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