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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 Q2 !GWz$  
    _]zX W  
    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。 8lM=v> Xc  
    {rcN_N%  
    在哪里可以找到组件?       &)OI!^ (  
    bN/8 ~!  
                 a=}1`Q  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           >T]9.`xhK  
    X|a{Z*y;r*  
    波前相位响应 nook/7]  
    |yk/iO(  
     $_F_%m"\  
                                                                                 IVPN=jg?  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 LL e*| :  
    K@7%i|H  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 \OVFZ D  
    {Phq39g  
     t}k:wzZ@  
    （来自VirtualLab Fusion手册） %Lh%bqGz  
                                                                                     %/uLyCUZ  
    理想衍射透镜的参数设置 uaO.7QSwN  
    q%x i>H.:{  
                                                         Sesdhuy.@  
    Z|C,HF+m.  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 O4X03fUx  
    ~Y`ys[Z m  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 oH w!~ c7  
    7nT|yL?  
    T{ @@V  
                                                                               T */I4"  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: 2FuV%\p  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 i!2k f  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 I-^sJ@V;  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 :j`f%Vg~x  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 XnP?hw%  
    T!]rdN!  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     UWO3sZpU  
    = z mxki  
    实衍射透镜的参数设置 KNmU2-%l  
    {Lal5E4-  
     _]5UuIMl  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 sAc1t`  
    _b<;n|^  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 @ovaOX  
    ,+df=>$W  
    可用结构的高度计算(TEA) d2eXN3"  
    iYBc4'X  
                                           8;pY-j #  
    衍射曲面高度结构定义为： s/hgWW$  
    a2.6 S./  
                                                                                   /%;J1 {O  
    8|@) #:  
    可选参数-分层水平                                                                                 }kt%dDU  
    ZY8.p  
     0]5X Tc3r  
    L E\rc A  
    总结：真实衍射透镜计算方法 SAq .W"ri  
    eW 4[2Q  
    Jw5@#j  
                                                                             HXT"&c|  
    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： c<Cf|W  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 zlP{1z;nV  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 OB9E30  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 "y~*1kBu  
    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。 &iWTf K7  
     ,EHLW4v  
     
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