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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-06-29
    摘要 ;1nXJ{jKw  
    ,g*3u  
    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。 S*J\YcqSC  
    w,R6:*p5  
    在哪里可以找到组件?       t>*(v#WeZ  
    zzo93d  
                 !Yn#3c  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           W7_m,{q  
    Q2woCx B  
    波前相位响应 =OPX9oG  
    ~EXCYUp4v  
     gYk5}E-  
                                                                                 mSZg;7DE3*  
    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。 u#^l9/tl  
    >JY\h1+ H  
    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)。 Y= =5\;-  
    83'+q((<  
     E?KPez  
    （来自VirtualLab Fusion手册） `T7TWv"M  
                                                                                     W _Hoa*~  
    理想衍射透镜的参数设置 ME]89 T &  
    DS7L}]  
                                                         1MnC5[Q  
    =Bm|9A1  
    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。 \*b  .f  
    9b,0_IMHH  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 >g~IP>  
    +s;Vfc$b]H  
    l`:u5\ rM  
                                                                               $G }9iV7  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: Y{#*;p*I  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 R)*l)bpZ#  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 M3F1O6=4j  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 dw5"}-D  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 "_dg$j`Y&&  
    t?Q bi)T=z  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     ]SPuNBsy)  
    wqV"fZA\]  
    实衍射透镜的参数设置 Zz/p'3?#  
    j&a\ K}U !  
     {[Y7h}7  
    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。 S+- $Ih`[  
    9^?muP<A  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 j;z7T;!i  
    L$ sENOm  
    可用结构的高度计算(TEA) dtfOFag4_  
    Vky]In=  
                                           l`A&LQ[  
    衍射曲面高度结构定义为： +S-60EN*A  
    =&9c5"V&  
                                                                                   enQW;N1_M  
    KfZb=v;-l  
    可选参数-分层水平                                                                                 R4JfH  
    +TaxH;  
     Kn=EDtg  
    T{m) = (q  
    总结：真实衍射透镜计算方法 %eIaH!x:  
    TBO g.y]  
    "$o>_+U  
                                                                             w4}Q6_0v  
    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： N!wuBRWR  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 }S?"mg& V  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 xfI0P0+  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 rWDD$4y  
    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。 *l"CIG'  
     4cPZGZ{U  
     
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