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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-06-29
    摘要 uk(|c-_]~c  
    X~Yj#@  
    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。 u=5~^ 9  
    -X6[qLq  
    在哪里可以找到组件?       !PFc)J  
    6tBh`nYB=  
                 @sV6g?{tI  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           q-;z!iq|!  
    kh'R/Dt  
    波前相位响应 o y'GAc/  
    Y_}DF.>I P  
     !M[a/7x,p  
                                                                                 5V^+;eO  
    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。 `XJU$c  
    }4; \sY  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 ezC2E/#  
    Xyrf$R'  
     X R =^zp?  
    （来自VirtualLab Fusion手册） j;|rI`67~  
                                                                                     *c[X{  
    理想衍射透镜的参数设置 YMSA[hm  
    8u401ddg  
                                                         oA _,jsD4  
    wjr1?c  
    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。 {M5[gr%  
    5DHFxym'  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 BAq@H8*B  
    22|a~"Z  
    FTihxC?.L  
                                                                               dh~+0FZ{A  
    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=cd   
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 fh1rmet&Ts  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 *:q,G  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 ZS-O,[  
    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。 k_2W*2'S  
    d@:4se-q+  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     8?L7h\)-  
    4mG?$kCN  
    实衍射透镜的参数设置 gX}(6RP_!  
    ~olta\|  
     kO]],Vy`  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 pMB~Lt9  
    i_? S#L]h  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 }#[MV+D  
    H!D?;X  
    可用结构的高度计算(TEA) CywQ  
    <fJ*{$[p  
                                           uKI2KWU?2  
    衍射曲面高度结构定义为： mgB7l0)b  
    LM*#DLadk  
                                                                                   (Ut)APM  
    vKzq7E  
    可选参数-分层水平                                                                                 u |h T1l  
    xp395ub6  
     2qb,bp1$  
    l3sL!D1u  
    总结：真实衍射透镜计算方法 %n3lm(-0U  
    Z;^UY\&X  
    ; 7`y##  
                                                                             #1:&uC1vj  
    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： Yy4? |wVl  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 n]/7UH}(<&  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 A;t6duBDf/  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 @ (UacFO  
    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。  )"im|9  
     S$!)Uc\)A  
     
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