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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 I7_8oq\3D  
    }-tJ.3Zw  
    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。 WHx #;  
    y^H5iB[SPL  
    在哪里可以找到组件?       bhD-;Y!6;  
    %fg6', 2  
                 }aOqoi7w  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           wnC-~&+6  
    F%V|Aa  
    波前相位响应 Ct'tUF<K5  
    &S(>L[)9  
     :? )!yI  
                                                                                 K{d3)lVYCS  
    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。 *w;?&)8%  
    Osz=OO{  
    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)。 K1X-<5]{  
    - G>J  
     ~0,v Q   
    （来自VirtualLab Fusion手册） HsYzIQLL  
                                                                                     *m]Y6  
    理想衍射透镜的参数设置 s=)W  
    N/F_,>E  
                                                         \SmsS^z(]  
     B=*0  
    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。 X_'tgP9  
    }-:B`:K&  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 ga|<S@u?}  
    _b8KK4UR  
    Vl+UC1M}B>  
                                                                               "<|KR{/+  
    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:  @N '_qu  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 DSHvBFQ  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 ZN H-0mk  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 %!iqJ)*~  
    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。 1$DcE>  
    T[OI/ WuK  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     &FmTT8"l  
    ,]\cf  
    实衍射透镜的参数设置 =xkaF)AW&v  
    8L:AmpQdpA  
     V^tD@N  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 }o]}R#|  
    Z5'^Hj1,  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 ?J6Ek*E#  
    T7i>aM$+  
    可用结构的高度计算(TEA) W\j'8^kI9  
    (@N ILK  
                                           waz5+l28  
    衍射曲面高度结构定义为： :kcqf,7  
    2wO8;wiA  
                                                                                   o.Ww .F  
    9q0s  
    可选参数-分层水平                                                                                 pGU .+[|(  
    v1i-O'  
     \ P6 !  
    N1Xg-u?ul#  
    总结：真实衍射透镜计算方法 IJ+}  
    7_36xpw  
    \<9aS Y'U  
                                                                             e\(X:T  
    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： 'O 7:=l  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 X`<z5W] !  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 ^+%bh/2_W  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 uB\UIz)e  
    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。 % dFz[b  
     z z]~IxQ  
     
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