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infotek 2023-06-29 08:33

衍射透镜元件

摘要 MB* u-N0v  
>IR$e=5$  
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。 =ef1XQ{i*  
FD6v /Y  
在哪里可以找到组件?       G[q9A$yw  
-3mgza  
             V:\]cGA{  
衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                      
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G+yL;G/  
波前相位响应 l(Cf7o!  
Z( #Ln  
z{6 YC~  
                                                                        
B~_Spp  
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。 Z}[xQ5  
#` +]{4hR  
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)。 $WNG07]tU  
n4>cERf a  
qG^_c;l6a  
(来自VirtualLab Fusion手册) E{gv,cUM  
                                                                                 o PaZ  
理想衍射透镜的参数设置 f N0bIE Y  
v?%3~XoH  
                                                
b8cVnP  
> i`8R  
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。 B<+pg  
2C{/`N  
总结:理想衍射透镜的计算方法 }Eb]9c\  
:p&IX"Hh  
QmHwn)Ly  
                                                                      
Oh-Fp-v87  
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: =Pj@g/25u  
1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 *) } :l  
2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 N GSS:  
3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 blmmm(|~|  
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。 W'V@  
 yIa[yJq  
更多的信息:Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions
+Tp%5+E  
)ZN(2z  
实衍射透镜的参数设置 @?Fx  
O!yakU+  
hMz&JJ&B  
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。 IJldN6&\q  
-}<d(c  
也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 fMyE&#}z  
Vj/fAHR`>'  
可用结构的高度计算(TEA) U|9U(il  
QTeFR&q8  
                                  
%8a=mQl1^  
衍射曲面高度结构定义为: Z6NJ)XQy6F  
~c!Rx'  
                                                                               xJ N|w\&  
Is<x31R  
可选参数-分层水平                                                                            
0GS{F8f~,  
HgYc@P*b  
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i^/ eN  
总结:真实衍射透镜计算方法 .4I w=T_  
^GE^Q\&D&  
_yiR h:  
                                                                    
p(~Y" H  
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: (W7;}gysh  
1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 G(:s-x ig6  
2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 Hde]DK,d  
3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 Y||yzJdC  
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。 j?Cr31  
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