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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 )j!22tlL  
    ]*Zg(YA  
    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。 ><5tnBP|+L  
    vxK}f*d  
    在哪里可以找到组件?       7 zK%CJ  
    <T<?7SE+  
                 a+IU<O-J?  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           :jgwp~l  
    8D)2/$NsY}  
    波前相位响应 ,M5J~Ga  
    p-r}zc9@  
     E[^66(KR  
                                                                                 ]uj6-0q){W  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 BY72fy#e  
    MHk\y2`/;  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 wSnY;Z9W_  
    ~ 8RN  
     r@^h,  
    （来自VirtualLab Fusion手册） Tw);`&Ulo  
                                                                                     [@_}BZk  
    理想衍射透镜的参数设置 x-mRPH  
    g#T8WX{(V  
                                                         gVl%:Ra%  
    R"VmN2  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 u.gnv dU  
    aB+Ux< -  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 p.n+m[  
    ZFY t[:  
    CUaI66  
                                                                               k7W7S`H  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: 2D,9$ 0k_]  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 [0w @0?[  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 _T7tq  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 ?`3` azfM  
    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。 f^Lw3|rq4  
    a$l  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     Rku9? zf^  
    Yu>VW\Fb  
    实衍射透镜的参数设置 +x\b- '  
    8.ll]3))  
     49E<`f0  
    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。 U5[xW  
    Nl"< $/  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 CfNHv-jDL  
    KW ]/u  
    可用结构的高度计算(TEA) HY4X;^hF  
    8A~5@  
                                           %XM wjBM  
    衍射曲面高度结构定义为： y+hC !-  
    y'(l]F1]  
                                                                                   l\vtz5L  
    ?kqo~twJ  
    可选参数-分层水平                                                                                 \cP\I5IW:s  
    I9-vV>:z  
     5zWxI]4d\  
    hz\Fq1  
    总结：真实衍射透镜计算方法 hiZE8?0+~N  
    DG}} S 5  
    -{dsl|Dl  
                                                                             ~pWbD~aeg  
    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： P,^`|\#7  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 BWamF{\d1a  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 .H {  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 BFmd`#{l  
    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。 l8/ tR  
     YKk?BQ"  
     
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