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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-06-29
    摘要 ^t"\PpmK<d  
    rv+"=g  
    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。 \*7Tj-#  
    I'";  
    在哪里可以找到组件?       "(5M }5D  
    ev>: 3_ s  
                 #8A|-u=3  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           wS4zAu  
    T SOt$7-  
    波前相位响应 Kxg09\5i  
    1t6UI4U!$  
     P _9O8"W  
                                                                                 {x+jFj.  
    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+*CpKR}  
    `'~|DG}a  
    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)。 VGSe<6Hh  
    _z_uz \#,  
     -C\m' T,1  
    （来自VirtualLab Fusion手册） 'vXrA  
                                                                                     {2,V3*NF  
    理想衍射透镜的参数设置 U7OW)tUf  
     l)?c3  
                                                         O!a5  
    RtSk;U1  
    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。 1iUy*p65:  
    #JVcl $0Y  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 yCwQ0|  
    I)6)~[:'  
    JI.ad_IR  
                                                                               GDk/85cv0$  
    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: !=ZbBUJF  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 )ZT&V I  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 [;c#LJ/y  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 Ls9G:>'rR  
    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。 il*bsnwpZv  
    Od!j+.OY<  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     `jP6;i  
    P",53R+"  
    实衍射透镜的参数设置 rXA7<_Vg  
    K%S k{'  
     T\OLysc  
    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。 (HY|0Bgr  
    ^NP" m  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 /q8n_NR  
    /7*u!CNm  
    可用结构的高度计算(TEA) E_FseR6  
    &DgIykqN  
                                           k)4   
    衍射曲面高度结构定义为： .Emw;+>  
    zp d4uto5  
                                                                                   % nJ'r?+h  
    n *U1 M  
    可选参数-分层水平                                                                                 Ehg5u'cj  
    KVJiCdg-  
     dq[CT  
    Q&yfl  
    总结：真实衍射透镜计算方法 ~W!sxM5(*  
    O GSJR`yT  
    o <sX6a9e  
                                                                             < jfi"SJu  
    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： a Z ^SK|E  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 r%F{1.  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 'R= r9_%  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 4u A ;--j  
    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。 #AE'arT<  
     .BZw7 YV  
     
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