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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-06-29
    摘要 #w^Ot*{!N  
    F5UHkv"K&O  
    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。 u1z!OofN>  
    3s*mq@~1X  
    在哪里可以找到组件?       >*l2]3' `  
    G%jV}7h  
                 cI7aTLC"s  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           8JMxA2tZhG  
    .v=n-k7  
    波前相位响应 yRhD<*  
    u!VrMH  
     ?^8.Sa{  
                                                                                 mxc^IRj  
    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。 S!R (ae^}  
    8y?q)y9h  
    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)。 @'J~(#}  
    }g2l ni  
     ^@'zQa  
    （来自VirtualLab Fusion手册） 1iM(13jW  
                                                                                     hJ8B&u(  
    理想衍射透镜的参数设置 8l?@ o  
    NfCo)C-t  
                                                         \w$e|[~  
    Kt"4<'  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 85FzIX-F%  
    PDh!B _+  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 z3fU|*_c  
    <V8=*n"mR  
    i Nn?G C>  
                                                                               s"wz !{G4  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: Pn}oSCo  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 3/su1M[  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 XlwyD  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 T(kG"dz   
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 (Y?}'?  
    7'{Y7]+z+  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     fAT M?  
    eoiC.$~\  
    实衍射透镜的参数设置 !-B|x0fs  
    iSMVV<7  
     3KKq1][  
    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。  A1jA$  
    3"6-X_  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 yyjgPbLN=  
    v)!^%D  
    可用结构的高度计算(TEA) &y2DI"Ff  
    Q>/[*(.Wd  
                                           hl+ T  
    衍射曲面高度结构定义为： YQ}IE[J}v  
    =XUt?5  
                                                                                   73E[O5?b  
    qd [Z\B  
    可选参数-分层水平                                                                                 8qq'q"g  
    #X<s_.7DJ  
     k8ymOx  
    l]P3oB}Yo  
    总结：真实衍射透镜计算方法 pH.&OW%  
    h{VGh kU9f  
    Snas:#B!  
                                                                             &?SU3@3|  
    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： !2=eau^p  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 F[oTc^dr  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 #_fL[j&  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 8.D9OpU  
    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。 n{.SNipU  
     X>rv{@KbL  
     
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