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    [技术]衍射透镜元件 [复制链接]

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    科学家
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-06-29
    摘要 &k|EG![  
    yj'lHC  
    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。 c{to9Lk.#  
    :(OV{ u  
    在哪里可以找到组件?       Yur}<>`(  
    E`HA0/  
                 Am3j:|>*  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           2vB,{/GXP  
    Na]Z%#~  
    波前相位响应 4MDVR/Z7  
    K)l*$h&-  
     R~A))4<%%  
                                                                                 MY\mo,#  
    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。 `_/1zL[  
    S.iUiS"  
    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)。 kz1Z K  
    PDc4ok`)  
     X`v6gv5qj  
    （来自VirtualLab Fusion手册） :-+][ [  
                                                                                     :T6zT3(")D  
    理想衍射透镜的参数设置 t3}_mJ  
    l0yflFGr  
                                                         g&B7Y|Es  
    ( Ygy%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。 JSh'iYJ .  
    O*/Utl  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 .'+JA:3R  
    Yx. t+a-  
    R(y`dQy<K  
                                                                               tIBEja^l  
    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: "/^kFsvp  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 t':*~b{V@7  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 26_PFHQu4  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 26zif  
    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。 \(f82kv  
    vcy+p]6KE-  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     uY3$nlhP6  
     wN0?~  
    实衍射透镜的参数设置 WV|9d}5  
    yYk?K<ou  
     $1Z3yb^  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 @ *T8>  
    [daR)C  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 D 5Z7?Y  
    v"sU87+  
    可用结构的高度计算(TEA) Ax!@vL&@  
    2j>C4Ck  
                                           '+^XL6$L  
    衍射曲面高度结构定义为： =`(\]t"I  
    ~te{9/   
                                                                                   nM$-L.dG  
    W89J]#v)k  
    可选参数-分层水平                                                                                 +x:VIi  
    3@;24X  
     qP%[ nY  
    l_q1h]/   
    总结：真实衍射透镜计算方法 <&M5#:u  
    QmPHf*w[  
    @yPI$"Ma  
                                                                             =PBJ+"DQs  
    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： x4_FG{AIu  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 Ce3  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 q p1rP#  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 s.}:!fBk  
    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。 ~Oj-W6-+&,  
     *UG=dl#F#  
     
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