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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 9B>P Qbs  
    6@:<62!;  
    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。 XKOPW/  
    E8lq2r=  
    在哪里可以找到组件?       s|[qq7  
    b`GKGqbJ  
                 soLmr's  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           ?5% o-hB|  
    xlsAct:  
    波前相位响应 z 63y8  
     7?vj+1;  
     & \C1QkI  
                                                                                 8RVRfy,w  
    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。 5CfD/}{:#I  
    LXth-j=]  
    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)。 d<m.5ECC}  
    fL-$wK<p<  
     +KTHZpp!c2  
    （来自VirtualLab Fusion手册） Zv8GrkK  
                                                                                     P*ZMbAf.  
    理想衍射透镜的参数设置 \IqCC h  
    YB:}L b  
                                                         ?O]RQXsZ2  
    I;UT; /E2  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 ]$-<< N{}'  
    d*U<Ww^q  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 [e{W:7uFV  
    4#t-?5"  
    {lppv(U  
                                                                                BJg  
    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: Wn?),=WQ{  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 j0{Qy;wP )  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 wL>;_KdU`  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 i If?K%M7  
    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。 t4hc X[  
    7y.iXe!P  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     QTN'yd?WE  
    bu08`P9  
    实衍射透镜的参数设置 z"Cyjmg"  
    ~Jj~W+h  
     Krl9O]H/[  
    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。 Y|tK19  
    W|s" ;EAM  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 OpK_?XG  
    :s-9@Yl|  
    可用结构的高度计算(TEA) zW)Wt.svP  
    O*W<za;  
                                           > +00[T  
    衍射曲面高度结构定义为： O,NVhU7,  
    <jM { <8-  
                                                                                   G68@(<<Z  
    #nAq~@X  
    可选参数-分层水平                                                                                 #ZP;] W  
    3Y&4yIx  
     &H+n0v  
    B$ho g_=s  
    总结：真实衍射透镜计算方法 &rl;+QS  
    #~.RJ%  
    U;!J(Us  
                                                                             OkCAvRg  
    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： ^r mQMjF  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 IcGX~zWr  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 K%Bz6 ~  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 ovDPnf(  
    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。 G!h75G20  
     :AI%{EV-L  
     
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