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    [技术]衍射透镜元件 [复制链接]

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    离线infotek
    科学家
     
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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-06-29
    摘要 i`#5dIb   
    b3Nr>(Z<}  
    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。 rfj>/?8!@  
    T#&tf^;  
    在哪里可以找到组件?       hbfTv;=z  
    c~j")o  
                 )y8 u+5^  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           9&(d2  
    Y [8~M8QX  
    波前相位响应 Ej |rf Y  
    )q#1C]7m*  
     7ip$#pzo  
                                                                                 rO#WG}E<"  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 HHd;<%q  
    .8[Uk^q  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 'L$%)`;e  
    ks{y=@ <,  
     !=sM `(=~  
    （来自VirtualLab Fusion手册） )8ub1,C  
                                                                                     H\W/;Nn  
    理想衍射透镜的参数设置 ]r 6S|;:  
    Q#+y}pOLP  
                                                         0|mF /  
    dw6U}  
    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。 lN@SfM4\  
    ZcT%H*Ib]9  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 7Q_AZR 4  
    rK^Sn7U  
    /F/zMZGSA{  
                                                                               u7L!&/6On  
    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: T&@xgj|!)  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 j A/xe  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 Q:U^):~  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 53vnON#{*  
    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。 70sb{)  
    Rwu y!F  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     *Cs RO  
    xV]eEOiLM  
    实衍射透镜的参数设置 e15_$M;RW  
    os<YfMM<:/  
     I.V?O}   
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 m*'^*#  
    ?\_\pa/+  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 4$HU=]b6Tf  
    H83Gx;  
    可用结构的高度计算(TEA) w]<a$C8*y:  
    B;k3YOg  
                                           B;[ai?@c(_  
    衍射曲面高度结构定义为： dCbRlW  
    16;r+.FB'  
                                                                                   =IbDGw(  
    O7]p `Xi8  
    可选参数-分层水平                                                                                 `,-w+3?Al  
    xK7xAO  
     |$hBYw  
    pQ:7%+Om  
    总结：真实衍射透镜计算方法 .?<M$38fv  
    >v sy P  
     j<BW/  
                                                                             >h!>Ll  
    用傅里叶模态法/严格耦合波分析(FMM/RCWA)或薄元近似(TEA)的局部线性光栅近似(LLGA)来计算真实的衍射透镜表面。其步骤是： ef !@|2  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 REEs}88);'  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 blUnAu o~  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 !z EW)  
    4. 对于真实的衍射透镜，VirtualLab Fusion会自动在FMM/RCWA和TEA之间进行选择。如果本地光栅周期大于波长的5倍，则使用TEA。否则，将使用FMM/RCWA对实际结构进行建模。 wW. V>$q  
     H<Ne\zAv  
     
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