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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 04-29
    摘要 \!["U`\.K  
    c9 UJ=  
    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。 w/`I2uYu  
    Gg3cY{7  
    在哪里可以找到组件?       :$`"M#vMX  
    !\0UEC  
                 _FET$$>z N  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           _;Q1P gT  
    '7!b#if  
    波前相位响应 8p?Fql}F [  
    |G5Me  
     p)$DpNL% p  
                                                                                 Kug_0+gI  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 "1P>,\Sjg  
    ib4shaN`  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 ,,Dwb\B}  
    S9$*w!W  
     z4 snH%q  
    （来自VirtualLab Fusion手册） |g3a1El  
                                                                                     _7AR2  
    理想衍射透镜的参数设置 yX}riXe  
    bN6FhKg|  
                                                         s/,wyxKd  
    R).?lnS  
    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。 liW0v!jBo  
    p?mQ\O8F  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 z*cC2+R}=  
    88)F-St  
    R89 ;<,Ie  
                                                                               *Txt`z[|  
    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: &TmN^R>  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 p nS{W \Q  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 %"2 ;i@  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 1 rr\l`  
    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。 @O7hY8",  
    =tJ}itcJ'  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     Jl-Lz03YG  
    w&eX)!  
    实衍射透镜的参数设置 )Q_^f'4  
    6dG:3n}  
     %1uY  
    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。 w`kn!k8  
    J1waiOh  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 ,\ y)k}0lH  
    Pg]&^d&$  
    可用结构的高度计算(TEA) 28KS*5S  
    ;]* %wX  
                                           no*p`a *  
    衍射曲面高度结构定义为： <1H bjR w  
    ^f:oKKaAW;  
                                                                                   iWbrX1 I+  
    fdIO'L_  
    可选参数-分层水平                                                                                 1LbJR'}  
    bk@F/KqL  
     WD=#. $z$  
    jG"n);WF  
    总结：真实衍射透镜计算方法 481SDG[b  
    Cv@ZzILyoK  
    K,7IBv,B[  
                                                                             lx8@;9fLy  
    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： ?0>% a$`  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 ;aJBx  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 c$.h]&~dN  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 g$c\(isY;  
    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。 E2M|b  
     |Co ?uv i  
     
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