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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 Oop;Y^gG}  
    @]#0jiS  
    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。 Dm j^aFB0|  
    ''Y}Q"  
    在哪里可以找到组件?       3 G?^/nB  
    yVyh'd:Ik  
                 "bRg_]\q6  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           D@i,dPz5Zl  
    U3+{!}gn  
    波前相位响应 DGx9 \8^  
    \ :8eN}B  
     @83h/Wcxd  
                                                                                 :4"SJ  
    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。 \vB-0w  
    IPU'M*|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)。 R<gC,eV<=  
    \*H/YByTb  
     %($qg-x  
    （来自VirtualLab Fusion手册） E/ <[G?  
                                                                                     R$&|*0  
    理想衍射透镜的参数设置 hv'~S  
    ,#1ke  
                                                         /(w:XTO<  
    8{HeHU  
    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。 EOrWax@k$}  
    w0Fi~:b  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 <R7* 00  
    5#.uA_Fov  
    Q/6T?{\U7  
                                                                               _F^k>Lq&d  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: =z]&E 78Y  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 GdavCwJ  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 ,9q=2V[GP  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 x\XgQQ]-  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 N:!XtYA<  
    QeA)@x.p  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     0\g;^Zpi  
    "_ b Sy  
    实衍射透镜的参数设置 p#O#M N*  
    WIXzxI<)  
     ^Ois]#py  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 lnW/T--  
    `LnLd;Z  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 .b]g# Du=  
    YWeEvo(,=  
    可用结构的高度计算(TEA) 0k>NuIIP  
    tnbaU%;|J  
                                           j3VM !/  
    衍射曲面高度结构定义为： _> .TB\  
    cD8.rRyD  
                                                                                   !&TbE@Xk  
    &-+qB >SK>  
    可选参数-分层水平                                                                                 N10'./c K  
    N{`-&8q;K  
     +&tY&dQQB  
    /`0*!sN*5  
    总结：真实衍射透镜计算方法 P"_x/C(]@J  
    &Z5$ 5,[  
    =2bW"gs I  
                                                                             \SnW(,`oX  
    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： fyx-VXu  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 e%N\Pshgv  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 whoz^n3NE  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 8[,,Kr)-  
    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。 F {]:  
     [X)+(-J  
     
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