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    [技术]衍射透镜元件 [复制链接]

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    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 evszfCH'J  
    n$b/@hp$z  
    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。 bcj7.rh]'h  
    CiPD+I  
    在哪里可以找到组件?       >mt<`s  
    $,h*xb.  
                 Ah)7A|0rT  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           {SROg;vA  
    IS'=%qhC`  
    波前相位响应 0Y!Bb2 m  
    <[a9"G 7  
     >Y{.)QS  
                                                                                 iY*Xm,#  
    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。 -{L[Wt{1  
    $f C=v  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 *AxKV5[H  
    4H1s"mP<  
     XM8C{I1  
    （来自VirtualLab Fusion手册） y4shW|>5_  
                                                                                     pV>/ "K  
    理想衍射透镜的参数设置 }A2@1TTPX  
    M%B]f2C  
                                                         <ygkK5#q  
    jRq>Sz{8  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 C{Npipd}v  
    y l3iU:+V  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 J-I7K !B  
    RHB>svT^K>  
    YjG0: 9  
                                                                               f#^%\K:YYR  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: +o_`k!  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 nTYqZlI,  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 0HG*KW  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 i-&kUG_X  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 ]vu' +F$  
    OjZ+gl}  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     ikm4Y`c  
    MK=:L   
    实衍射透镜的参数设置 t/q\Ne\\,  
    G m.v-T$  
     BJlF@F#  
    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。 0>.'w\,87B  
    o*dhks[  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 B`KpaE]  
    $1UN?(r  
    可用结构的高度计算(TEA) cJH7zumM)  
    G-} zkax  
                                           ew"[]eZ:ut  
    衍射曲面高度结构定义为： LU%g>?m.]  
    =@ON>SmPs  
                                                                                   sY1*Wo lA  
    8K1+ttjm  
    可选参数-分层水平                                                                                 J/ rQ42d  
    ,cbP yg  
     *W i(%  
    g\6(ezUF*  
    总结：真实衍射透镜计算方法 A 7TP1  
    0jg-]  
    K$K[fcj  
                                                                             o]k[l ;  
    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： (r7~ccy4  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 -8TJ~t%w4  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 T`vj6F  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 g=Qj9Z  
    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。 `d8$OC  
     ~%GUc ~  
     
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