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    讯技光电:VirtualLab Fusion独家供应商 微小光学与微透镜阵列 光学设计与光学元件 计算光学带来的成像革命
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    [技术]衍射透镜元件 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-06-29
    摘要 |H ,-V;  
    T.pc3+B8N  
    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。 &9F(C R  
    GGez!?E%  
    在哪里可以找到组件?       maOt/-  
    )6*)u/x:  
                 1h#e-Oyff  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           a~&euT2  
    !![HR6"Q  
    波前相位响应 R3hyz~\x&  
    'g:.&4x_w  
     D.*o^{w|  
                                                                                 ff5 e]^,  
    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。 1C+d&U  
    ^T*'B-`C7X  
    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)。 RX?y}BDo0  
    .O6(QI*  
     k\Z7Dg$\D  
    （来自VirtualLab Fusion手册） *;[g Ga~  
                                                                                     yR1v3D4E  
    理想衍射透镜的参数设置 A5go)~x\  
    +;bP.[Z  
                                                         "Pa  y2  
    kK/( [!  
    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。 S`pBEM  
    Mb=j'H<N@  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 65U&P5W  
    eS/Au[wS  
    %r]V:d+  
                                                                               vP'#x  
    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: R\-]t{t`  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 `J %35  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 s'/ZtH6>C  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 +%R{j|8#  
    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。 9QHV%%  
    s9,Z}]Th  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     { t@7r  
    B7( bNr  
    实衍射透镜的参数设置 =F09@C,  
    65l9dM2  
     ;s?,QvE{r#  
    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。 YI?tmqzt  
    $S/EINc  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 7)*q@  
    1!;4I@W(I)  
    可用结构的高度计算(TEA) v9"03 =h  
    8*^*iEsR  
                                           6 -BC/  
    衍射曲面高度结构定义为： UB w*}p  
    x:+]^?}r  
                                                                                   cnB:bQQK8  
    gWfMUl  
    可选参数-分层水平                                                                                 u1`JvfLrL  
    ^00C"58A  
     10CRgrZ  
    o]<J&<WM  
    总结：真实衍射透镜计算方法 qVE <voB8  
    %ZX3:2  
    YL/B7^fd8  
                                                                             S5[}kfe  
    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： MB+a?u0\  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 :@~mN7O*  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 7*>,BhF#  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 \: R Akf<  
    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。 #9t3<H[  
     GYtp%<<9;  
     
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