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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 正序阅读 楼主  发表于: 2023-06-29
    摘要 #WuBL_nZ~  
    <%d>v-=B  
    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。 oDR%\VY6T  
    \zY!qpX<  
    在哪里可以找到组件?       9x8fhAy}4  
    8}[).d160  
                 s%S  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           7/H)Az@i45  
    do%&m]#;  
    波前相位响应 |>Vb9:q9Po  
    Wzh`or  
     j.Hf/vi`z  
                                                                                 hM{bavd  
    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。 PsYpxNr  
    }6#  
    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)。 zda 3 ,U2o  
    Ulyue  
     P?\6@_ Z  
    （来自VirtualLab Fusion手册） M7T5 ~/4  
                                                                                     b sX[UF  
    理想衍射透镜的参数设置 VRMXtQ*1Dm  
    %{|pj +  
                                                         ?}0,o.  
    O?2DQY?jT  
    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。 \Z/@C lCm  
    KHme&yMq  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 Tx D#9]Q`  
    +2{Lh7Ks  
    m@c)Xci  
                                                                               6 N4~~O  
    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: L_T5nD^D  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 $I=~S[p  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 AKC`TA*E  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 yAt ^;  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 f8~_E  
    ,prf;|e?  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     A&VG~r$  
    *pq\MiD/  
    实衍射透镜的参数设置 J zl6eo[;  
    Sc0w.5m6  
     ^sw?gH*  
    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。 [WmM6UEVS  
    ;+%rw2Z,B  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 d-qUtgqV86  
    b=vkiO`2  
    可用结构的高度计算(TEA) z_HdISy0  
    HfVZ~PP  
                                           &ncvGDGi  
    衍射曲面高度结构定义为： L,\Iasv  
    @]j1:PN-  
                                                                                   { FkF  
    p{_ " bB  
    可选参数-分层水平                                                                                 :X=hQ:>P  
    'DR!9De  
     LoV<:|GTI  
    ;u JMG  
    总结：真实衍射透镜计算方法 R_C)  
    OXA7w.^  
    N7"W{"3D  
                                                                             Vr}'.\$  
    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： tw;}jh  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 7#XzrT]  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 dd;~K&_Q/i  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 sRs>"zAg  
    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。 %J(:ADu]  
     e ,(mR+a8  
     
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