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infotek 2023-06-29 08:33

衍射透镜元件

摘要 N5 sR  
. LAB8bg  
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。 U/FysN_N!  
,'C*?mms  
在哪里可以找到组件?       *~U*:>hS  
9T;>gm  
             +M.BMS2A<l  
衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                      
`C_qqf  
N/>:})dav  
波前相位响应 b4:{PD~Mh  
 9qa/f[G  
JCxQENsVqB  
                                                                        
_G)A$6weU  
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。 v2gk1a &  
o5/BE`VD5c  
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)。 (e_<~+E  
= y^5PjN  
4SUzR\  
(来自VirtualLab Fusion手册) BN&)5M?Xt6  
                                                                                 1N65 M=)  
理想衍射透镜的参数设置 ,g'>Ib%  
,J2qLH1  
                                                
:~vg'v~C  
cK[=IE5  
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。 B0 A`@9  
V~jp  
总结:理想衍射透镜的计算方法 &g}P)x r  
`]]5!U2  
$+2QbEk&-  
                                                                      
3AENY@*  
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: f>xi (0  
1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 D,*|:i  
2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 .~ uKr^%  
3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 D]>Z5nr |  
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。 hrJ(][8  
s;Bh69  
更多的信息:Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions
Dl~(NLM  
RFsUb:%V7-  
实衍射透镜的参数设置 C ]B P}MY<  
%yc-D]P/  
 7L:Eg  
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。 P )oNNY6}  
AJ}m2EH  
也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 &tbAXU5$  
tf54EIy5Y  
可用结构的高度计算(TEA) 22ySMtxn  
ho6hjhS|u  
                                  
*BrGh  
衍射曲面高度结构定义为: }; 7I   
feS$)H9-  
                                                                               {m3#1iV9  
myVa5m!7Q  
可选参数-分层水平                                                                            
GL>YJ%  
,%A|:T]  
FS)# v  
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总结:真实衍射透镜计算方法 z.(DDj  
`e;r$Vpd_  
t%e<]2-8  
                                                                    
%H{;wVjK  
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: z{ M2tLNb  
1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 }M(xN6E  
2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 'aV'Am+:  
3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 ]Ue aXwaU  
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。 cGm?F,/`  
x R$T/]/  
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