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    [技术]衍射透镜元件 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-06-29
    摘要 ?5jkb  
    Pou`PNvH  
    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。 ` *h-j/M  
    w*\)]bTs  
    在哪里可以找到组件?       EcBSi995dj  
    Y2QlK1.8V  
                 ^hRos  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                      
    ?_}[@x  
    9m%[ y1v0  
    波前相位响应 7L? ~;;L$  
    "qR qEpD%  
    =<n+AqJ%  
                                                                            
    q %8,@xg  
    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。 1[:?oEI  
    T>.*c6I 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)。 IbF[nQ  
    Nt'(JAZ;  
    Xr6UN{_-  
    (来自VirtualLab Fusion手册) ixE72bX  
                                                                                     /i"L@t)\t  
    理想衍射透镜的参数设置 FF)F%o+:w  
    oCXBek?\  
                                                    
    9ZeTS~i  
    &v'e;W  
    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。 ]'EtLFv)  
    W;eHDQ|  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 Y u8a8p|  
    T&fqn!i  
    t' o:aI  
                                                                          
     Fp'k{  
    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: Gt2NUGU  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 xQ-]Iw5  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 NYm2fFPc  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 E,>/6AU  
    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。 @K3<K (  
    (kK6=Mrf  
    更多的信息:Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions
    (6L[eWuTn  
    9~SfZ,(  
    实衍射透镜的参数设置 GxuFO5wz  
    wtu WzHrF  
    27<~m=`}d  
    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。 4S`2")V  
    7D@O:yO  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 V<ziJ7H/  
    F%UyFUz  
    可用结构的高度计算(TEA) `p|{(g'  
    Rjqeuyj:  
                                      
    f-E]!\Pg  
    衍射曲面高度结构定义为: =EA*h_"q9  
    v2 T+I]I  
                                                                                   BlF>TI%2  
    'j 'bhG  
    可选参数-分层水平                                                                            
    1(CpTaa  
    D'$ki[{,  
    :,h47'0A  
    l&R~ I6^E  
    总结:真实衍射透镜计算方法 }Dc0 Y  
    +[<|TT  
    NuRxkeEO  
                                                                        
    %AwR4"M  
    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: 8$xd;+`y'  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 AcqsXBKd  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 H~Xi;[{7  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 C!6?.\U/:c  
    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。 $,ZBK6CT  
    wR@&C\}9  
     
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