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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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    光币
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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 ~T<o?98  
    $^4URH  
    如今，衍射透镜在现代光学的各种应用中得到广泛的使用。微结构表面被用来取代笨重的光学元件，与传统镜头相比，得益于尺寸和重量的减小。在快速物理光学软件VirtualLab Fusion中，这些结构既可以以理想化的形式建模，具有预定义的阶次和效率，也可以更现实地建模，包括对实际微观结构表面的精确分析。本文介绍了VirtualLab Fusion的衍射透镜组件、可用的选项和应用的建模方法。 2Aq%;=+*  
    Gdf*x<T1  
    在哪里可以找到组件?       Jd>"g9  
    6P KH%  
                 }^ j"@{~  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           L0O},O  
    5>'1[e45  
    波前相位响应 h tn?iLq  
    SMdQ,n1]  
     7+vyN^XJ"5  
                                                                                 O0i[GCtP5  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 @4N@cM0   
    vg5 ;F[e  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 n/fMq,<8  
    5ZkMd !$y  
     `:XrpD  
    （来自VirtualLab Fusion手册） jI(}CT`g  
                                                                                     n-7|{1U  
    理想衍射透镜的参数设置 `_{^&W WS  
    w1+xlM,,9  
                                                         sKT GZA  
    <|'C|J_!  
    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。 tOK lCc  
    <ZV !fn  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 ?=;dNS@i@  
    _ ecKX</Q  
    v<z%\`y  
                                                                                OBCRZ   
    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: v~N8H+! d  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 M#Vl{ b  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 ` qqUuFMM  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 k]=Yi;  
    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。 @,RrAL }|  
    'K=n}}&:  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     [D=3:B&f  
     d!%:Ok  
    实衍射透镜的参数设置 #lM :BO  
    U[b $VZ}  
     4Y[uqn[  
    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。 IZV D.1  
    09{B6l6P  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 i-'rS/R  
    R&BbXSIDX  
    可用结构的高度计算(TEA) 85<zl|ZD  
    IG1+_-H:  
                                           %z&=A%'a  
    衍射曲面高度结构定义为： ROr..-[u  
    e{~s\G8g  
                                                                                   %{*}KsS`p  
    8lo /BGxS>  
    可选参数-分层水平                                                                                 .FS`Fh;  
    (#WE9~Sru  
     AKVll  
    E.$1CGd+  
    总结：真实衍射透镜计算方法 %.kJ@@_e  
    cCd2f>EHw  
    uX-]z3+  
                                                                             \7QAk4I~  
    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： Y!C=0&p  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。  xA DjQ%B  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 H[ DrG6GA  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 Jb'M/iG  
    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。 HY.?? 5MH  
     $\xS~ w  
     
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