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infotek 2024-08-08 07:52

衍射透镜元件

摘要 QD,m`7(  
^slIR!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。 uSR%6=$  
?I^$35  
在哪里可以找到组件?       uuEvH<1  
E~}H,*)  
             =F_uK7W  
衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                      
P1[.[q/-e  
k*;U?C!  
波前相位响应 c;]\$#2  
KX~ uE6rX  
]2m=lt1  
                                                                        
[8za=B/  
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。 c9[{P~y  
!QwB8yK@  
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)。 A x8>  
0J'^<G TL  
\m|5Aqs  
(来自VirtualLab Fusion手册) B bmw[Qf\  
                                                                                 (Z>?\iNJ  
理想衍射透镜的参数设置 VgXT4gO!  
aU;X&g+_)  
                                                
c\ZI 5&4jT  
i}8OaX3x  
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。 wp}Q4I  
uB"B{:Kz  
总结:理想衍射透镜的计算方法 |Jx:#OM  
eg*aVb  
T4:H:  
                                                                      
!QVhP+l'H  
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: b)IQa,enH  
1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 Vyi.:lL _8  
2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 Y`22DFO  
3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 vh.8m $,  
4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 tF,`v{-up  
Caj H;K\  
更多的信息:Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions
[@qjy*5p  
8OOAPp$%|  
实衍射透镜的参数设置 D,..gsg  
dn'|~zf.  
Q3i\`-kbb  
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。 VOj7Tz9UD  
9 D.wW  
也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 bJPKe]spJ=  
tOVTHx3E]  
可用结构的高度计算(TEA) {=?[:5  
|(tl a_LE  
                                  
J[l7p6xk  
衍射曲面高度结构定义为: DW,ERQ^  
lGahwn:  
                                                                               XPrnQJ  
0 J"g"=  
可选参数-分层水平                                                                            
GTbV5{Ss  
7p'pz8n`X  
p&\QkI=  
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总结:真实衍射透镜计算方法 V1Ft3Msq  
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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: _t]Q*i0p  
1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 rgXX,+cO  
2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 <J~6Q  
3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 zE8_3UC  
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。 LsGO~EiJ  
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