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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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    光币
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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 =7FE/S  
    BN_!Y)F l  
    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。 8y-e+  
    7z Ohyl?  
    在哪里可以找到组件?       *Ro8W-+  
    }m9S(Wal  
                 <GSQ2bX[  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                            =|^X$H  
    un.G6|S  
    波前相位响应 .@4QkG/  
    2qt=jz\s  
     nrxjN(9V%+  
                                                                                 iSnIBs9\  
    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。 Vww@eK%5Q  
    $ijx#a&O  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 B)( p9]q  
    Z)C:]}Ex  
     .t"n]X i  
    （来自VirtualLab Fusion手册） 34"{rMbQ  
                                                                                     % <8K^|w  
    理想衍射透镜的参数设置 9nP*N`  
    ek Y?  
                                                         &. |;yt%v  
    7AZ5%o  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 e["Z!D_H  
    yb@X*PW/z  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 C=xo&I7  
    z{ Zimr  
    7)ES!C   
                                                                               (hD X4;4  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: |THkS@Br  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 g4BwKENM  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 ^*$WZMMJ1  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 I(iGs I  
    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。 "GIg| 3  
    HnH2u;  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     m\R@.jkZ  
    .{-iq(3  
    实衍射透镜的参数设置 W2X+N acD  
    'xu7AKpU)  
     7+A-7ci  
    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。 L@^ !(  
    I%VV4,I&pK  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 @eG#%6">  
    D%5 {A=  
    可用结构的高度计算(TEA) DI"dY ug#  
    ;r2b@x:<_  
                                           G%W03c  
    衍射曲面高度结构定义为： * (XgUJ q+  
    Z)Xq!]~/g  
                                                                                   ua.6?W)  
    O+3D 5*  
    可选参数-分层水平                                                                                 @% 5F^Vbd  
    a7 '\*  
     J3!k*"P  
    =,} !Ns{k  
    总结：真实衍射透镜计算方法 ?),K=E+=U  
    _ jM6ej<  
    D-;43>yi<  
                                                                             GQc%OQc\  
    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： fe]T9EDA  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 =*O9)$b  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 kQ:>j.^e  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 {Ac3/UM/  
    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。 J1wGK|F~  
     ]`+"o[  
     
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