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    [技术]衍射透镜元件 [复制链接]

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    在线infotek
    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 Q vJZkGX  
    ntZ~m  
    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。 _@K YF)  
    #Z0-8<\  
    在哪里可以找到组件?       9DPb|+O-  
    K[]K53Nk  
                 }^ ,q#'  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           WN\PX!K9  
    QAUykS8  
    波前相位响应 (0}j]p'w  
    zofx+g\(W  
     &(7$&Q  
                                                                                 Why"G1`  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 H?{ MRe  
    /B[}I}X  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 6KO(j/Gwp  
    xl,ryc3J  
     * :S~C  
    （来自VirtualLab Fusion手册） 5*+I M*c  
                                                                                     |6*Va%LYO-  
    理想衍射透镜的参数设置 _r5wF(Y?7  
    uJ 8x  
                                                         4 4`WYK l  
    S<pk c8  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 5*1#jiq  
    x`L+7,&n  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 2LZS|fB9o  
    S(tEw Xy  
    ckWkZ 78\  
                                                                               sv`"\3N[  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: WGMb8 /{$P  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 Fv@tD4I>  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 7 Kjj?~RA  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 AAo0M/U'  
    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。 u# 3)p  
    +o u Y  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     QoseS/  
    y@aKNWy}$  
    实衍射透镜的参数设置 N%*9&FjrL  
    &g {<HU?BT  
     Khap9a_q-  
    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。 0R4akLW0  
    bQj`g2eyM  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 W0|_]"K-  
    q0g1E Jar  
    可用结构的高度计算(TEA) q<EEb  
    o?y"]RCM  
                                           M?R!n$N_  
    衍射曲面高度结构定义为： Q0WY$w1 <  
    K( z[ }  
                                                                                   PT05DH  
    ydup)[n  
    可选参数-分层水平                                                                                 YuA7r"c  
    {(!)P  
     3>M.]w6{  
    5;(0 $4I  
    总结：真实衍射透镜计算方法 =Sa~\k+  
    #'8)u)!  
    D$$3fN.iEL  
                                                                             /`}6rXnw9  
    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： >Zo-wYG  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 :Fnzi0b  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 8m|x#*5fQl  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 Az9J\V~"  
    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。 F^]aC98]1  
     "*t6t4/Q  
     
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