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infotek 2023-06-29 08:33

衍射透镜元件

摘要 L* k hj3;  
iFnOl*TC  
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。 KcmDF4C2  
;-9zMbte :  
在哪里可以找到组件?       a81!~1A  
YHO;IQ5  
             Esz1uty  
衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                      
(zS2Ndp  
4/HY[FT  
波前相位响应 9 wSl,B-  
= GH@.3`X  
c_ qcb7<~.  
                                                                        
@zr8%8n  
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。 ;# R3k  
MK-a $~<  
衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符(Channel Operator)选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的,数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 Evr2|4|O~  
2AXF$YjY  
QIij>!c4  
(来自VirtualLab Fusion手册) ~']&.  
                                                                                 f[JI/H>  
理想衍射透镜的参数设置 C(F1VS  
Kf05<J!  
                                                
u Q:ut(  
*=$[}!YG  
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。 :u >W&D  
7y>Tn`V8G  
总结:理想衍射透镜的计算方法 JHvFIo   
2!{_/@I\Y  
0)A=+zSS1  
                                                                      
mD D4_E2*  
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: 4NpHX+=P  
1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 <S\;k@f  
2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 u;+%Qh  
3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 (MgL"8TS  
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。 kF(Ce{;z  
UfK4eZx*`  
更多的信息:Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions
O%YjWb  
z3^RUoGU  
实衍射透镜的参数设置 Jj=yG"$!  
8l U;y)Z  
W:VW_3  
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。 b:fxkQm  
9USrgY6_  
也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 *oEv,I_  
Q?* nuE  
可用结构的高度计算(TEA) u{g]gA8s  
* T JBPM,  
                                  
5"1!p3`\D{  
衍射曲面高度结构定义为: DgDSVFk ~  
/\TQc-k?2  
                                                                               W.yV/fu  
R&NpdW N  
可选参数-分层水平                                                                            
H,(F1+~d  
Z -pyFK\  
 AGh~8[  
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总结:真实衍射透镜计算方法 5>'?:jY  
^Lsc`<xC  
V)2"l"Kt  
                                                                    
5XzrS-I+X@  
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: z8g=;><  
1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 K{|w 43>D  
2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 W=~id"XtJ  
3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 Bp &6x;MJf  
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。 B`LD7]ew  
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