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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 WOPIF~1v  
    -|x7<$Hw  
    如今，衍射透镜在现代光学的各种应用中得到广泛的使用。微结构表面被用来取代笨重的光学元件，与传统镜头相比，得益于尺寸和重量的减小。在快速物理光学软件VirtualLab Fusion中，这些结构既可以以理想化的形式建模，具有预定义的阶次和效率，也可以更现实地建模，包括对实际微观结构表面的精确分析。本文介绍了VirtualLab Fusion的衍射透镜组件、可用的选项和应用的建模方法。 YM#' +wl}`  
    5$ How!  
    在哪里可以找到组件?       LYAGpcG  
    p*K #s1  
                 23|JgKuA  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           "tT4Cb3  
    ZQ"dAR/y  
    波前相位响应 :E{)yT  
    \HxF?i "   
     B<~AUf*y  
                                                                                 '!$ QI@@  
    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。 '*[7O2\%/  
    h~QQ-  
    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)。 e!=7VEB  
    |>P:R4P  
     0~<?*{~  
    （来自VirtualLab Fusion手册） JQLQS  
                                                                                     Y"ta`+ VJ  
    理想衍射透镜的参数设置 pPxgjX  
    R;,5LS&*a  
                                                         {pQ8/Af!  
    3N]ushMO  
    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。 ,&Zp^  
    6r^ZMW  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 ipG 0ie+  
    Qraq{'3  
    ka=A:biz  
                                                                               &R/-~w5  
    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: F.(W`H*1+  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 H.hKh  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 <=!t!_  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 /0`Eux\  
    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。 W rT_7  
    @@a#DjE%/  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     ?gu!P:lZS  
    f x:vhEX  
    实衍射透镜的参数设置 -~sW@u)O  
    Gqq< -drR  
     <bn|ni|c"  
    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。 qi^kf  
    |+~P; fG  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 Tq^B>{S "  
     vWW Q/^  
    可用结构的高度计算(TEA) I+Y Z+  
    AN,3[Sh  
                                           xn=mS!"1Zo  
    衍射曲面高度结构定义为： &]f8Xd  
    JFu.o8[Q  
                                                                                   @<OsTF L  
    dr8Q>(ZY  
    可选参数-分层水平                                                                                 * W"Pv,:  
    <}mA>c'k  
     PMiu "  
    xt@v"P2Ok  
    总结：真实衍射透镜计算方法 'mv|6Y  
    Q=<&ew  
    daB 5E<?  
                                                                             "<L9-vb  
    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： Y3V2}  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 wd,6/5=lh  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 ee<'j~{A  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 O|v8.3[cT  
    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。 t|&hXh{  
     u3X!O  
     
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