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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 o>;0NF| }  
    [RFK-E  
    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。 ~wf~b zs  
    }0*ra37z>  
    在哪里可以找到组件?       C.)&FW2F_  
    X,EYa>RSy_  
                 d)1sP0Z_@  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           z!C4>,  
    d<GG (  
    波前相位响应 tD7C7m  
    <Mn7`i  
     sx<+ *Trl  
                                                                                 h"1"h.  
    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。 ;=VK _3"  
    @VC9gd O/  
    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)。 vYR=TN=Z4  
    H"GE\  
     RQS:h]?:l  
    （来自VirtualLab Fusion手册） mGpkM?Y"  
                                                                                     0?Tk* X  
    理想衍射透镜的参数设置 z?uQlm*We  
    _l!U[{l*d  
                                                         -?w v}o  
    fo\J \  
    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。 a.}:d30  
    AV[PQI  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 kYA'PW/[ )  
    z@l!\m-  
    1Q&WoJLfR  
                                                                               N7$DRG/<b  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: &pMlt7  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 (ln  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 ~b$z\|Y  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 ~0[G/A$]  
    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。 M,_^hm7  
    Tu= eQS|'  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     o.A} ``  
    iZ.&q 6  
    实衍射透镜的参数设置 $;)noYo  
    k$0|^GL8  
     4-d99|mv  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 3h[:0W!C]  
    s9_`Wrg?  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 yNqm]H3<MP  
    t.>te'DK/  
    可用结构的高度计算(TEA) Yn$>QS 4  
    Bgk~R.l  
                                           w*6!?=jP  
    衍射曲面高度结构定义为： ,Og[[0g  
    zy5s$f1IA  
                                                                                   B'KXQa-$O  
    :rTKqX&"j  
    可选参数-分层水平                                                                                 3D$\y~HU  
    [TbG55  
     N.5KPAvg%  
    , Y g5X  
    总结：真实衍射透镜计算方法 s;-78ejj7  
    a_ 9|xI  
    ^T}}4I_Y  
                                                                             XUQW;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： G%j/eTTf  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 eHR&N.2  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 BYr_Lz|T  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 *@ <8&M9x  
    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。 V`R)#G>IH%  
     z,}c?BP  
     
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