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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 7~qyz]KkE  
    MqAN~<l [  
    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。 X( )yhe_  
    K'c[r0Ew  
    在哪里可以找到组件?       N|2PW ~,  
    $xqX[ocor  
                 m4on<5s/  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           fzJ^`  
    +C36OcmT~  
    波前相位响应 Z [YSE T  
    adtgNwg  
     [gIvB<Uv  
                                                                                 XY,!vLjL  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 P_.zp5>  
    B!x7oD9  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 ^2`*1el  
    7Tc^}Q  
     <u}[_  
    （来自VirtualLab Fusion手册） n[gc`#7|{e  
                                                                                     -PCF Om"  
    理想衍射透镜的参数设置 PVi0|  
    a_ \t(U  
                                                         EX/{W$ &K  
    >aAsUL5W  
    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。 A~ @x8  
    $}JWJ\-]  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 |Sv}/ P-  
    Kut@z>SK  
    w\1K.j=>|N  
                                                                               6(/*E=bOKV  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: T2}X~A  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 ^4C djMF-E  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 >{{0odBF  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 U E-1p  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 wW, n~W  
    C.RXQ`-P}  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     F):1@.S  
    'd]t@[#  
    实衍射透镜的参数设置 *&~(>gNF,  
    "XLFw;o  
     K2gF;(  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 {ceY:49  
    )C$pjjo/`  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 @2~;)*  
    {Fvl7Sh  
    可用结构的高度计算(TEA) `h~-  
    ! Q8y]9O  
                                           v$Xoxp  
    衍射曲面高度结构定义为： d^Rea8  
    pHKc9VC  
                                                                                   7.tIf <^$P  
    Prrz>  
    可选参数-分层水平                                                                                 >J_(~{-sNG  
    K}vYE7n:  
     _2WW0  
    6GoQJ  
    总结：真实衍射透镜计算方法 Uka(Vr:  
    \.]C`ocD  
    N_E)f  
                                                                             SM4'3d&mf  
    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$9XHubu  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 L|p+;ex  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 mM'uRhO+  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 ^@)*voP#G  
    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。 _adW>-wQ!d  
     +o]J0Gu  
     
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