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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 T n/Zs|  
    fMUh\u3  
    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。 R) :Xs .  
    @k)J i!7  
    在哪里可以找到组件?       rQlQ^W$=?  
    GDC@s<[k  
                 hu} vYA7ZH  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           t_xK?``  
    [zm@hxym  
    波前相位响应 /n(0w`   
    wu eDedz\  
     DBsoa0w  
                                                                                 C|Y[T{g?t  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 7FPSBvU#/  
    )`{m |\b  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 i!8"T#  
    Vt3*~Beb  
     <uS/8MP{  
    （来自VirtualLab Fusion手册） AZ4?N.X?  
                                                                                     62,dFM7  
    理想衍射透镜的参数设置 Iox)-  
    6nE/8m  
                                                         spm)X-[1  
    %Vltc4QU  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 <QFayZ$  
    B+~ /-3  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 h%$^s0w  
    H"^9g3 U  
    'h0>]A 2|X  
                                                                               %z1^  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: I<sUB4T>#W  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 jUNt4  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 "OYD9Q''  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 Hcg7u7M{  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 "0Z /|&  
    6'N_bNW  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     &v*4AZ['  
    6lg]5d2CD  
    实衍射透镜的参数设置 'R'hRMD9o  
     XD8 I.q  
     )\:IRr"  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 hp/pm6  
    @:PMb Ub  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 DpA)Vdj  
    CUG"2K9  
    可用结构的高度计算(TEA) !*~QB4\2b  
    ^78N25RU(  
                                           { V(~  
    衍射曲面高度结构定义为： W!\%v"  
    a}f /<-L  
                                                                                   6@/k|t>OT  
    v!ai_d^  
    可选参数-分层水平                                                                                 ,q#SAZ/N  
    ,9jk<)m]L  
     @{fwM;me]P  
    {D",ao   
    总结：真实衍射透镜计算方法 WxO+cB+?  
    U7jDm>I  
    Q <D_QJ  
                                                                             +FadOx7X$  
    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： -(WRhBpw  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 w.J$(o(/  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 uQn1kI[y  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 ({C[RsY=6  
    4. 对于真实的衍射透镜，VirtualLab Fusion会自动在FMM/RCWA和TEA之间进行选择。如果本地光栅周期大于波长的5倍，则使用TEA。否则，将使用FMM/RCWA对实际结构进行建模。 ?yj g\S?L  
     ohx$;j  
     
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