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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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    光币
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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 &m=73 RN  
    r?2EJE2{V  
    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。 H~:EPFi.(  
    a${<~M hm  
    在哪里可以找到组件?       slTE.  
    e%_J O7  
                 'B\7P*L"p  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           *hvC0U@3  
    N3(.7mxo  
    波前相位响应 s C>Oyh:%!  
    cNl NJ  
     ?>/9ae^Bw  
                                                                                 ItD&L ))  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 6m%#cP (6K  
    )lZoXt_3  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 Ms 3Sri  
    :i9=Wj  
     0PD=/fh[  
    （来自VirtualLab Fusion手册） A9_} RJ9  
                                                                                     b[KZJLZ)  
    理想衍射透镜的参数设置 %zz,qs)Eu  
    ZA+w7S3  
                                                         Fs(FI\^  
    BIh^b?:zU  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 vzFo"  
    \2))c@@%  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 ey@ccc*sZ9  
    {n\Ai3F-  
    ]?%S0DO*  
                                                                               UQ#t &  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: @1N .;]|  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 ?DGg.2f  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 H <9_BA?  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 4;*jE (  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 V+5av Z}  
    q ;"/i*+3  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     .XT]\'vW  
    UvR.?js(O  
    实衍射透镜的参数设置 ezb*tN!  
    3Fw7q"  
     N*+L'bO  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 yV*jc`1  
    Rt>mAU$}  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 k+BY3a  
    @jCMQYR  
    可用结构的高度计算(TEA) 4sq](! A  
    o3$dl`'  
                                           {T-=&%||  
    衍射曲面高度结构定义为： ,N1pww?  
    !dq$qUl/  
                                                                                   a<J< Oc!  
    ^8KxU  
    可选参数-分层水平                                                                                 <JIqkGeAi  
    I?RUVs  
     d uP0US  
    8*;>:g  
    总结：真实衍射透镜计算方法 2@W`OW Njm  
    EU7nS3K)O~  
    t$ 97[ay  
                                                                             vi.INe  
    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： . '>d7  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 Dn)B19b  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 h=Q2 ?O8  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 n&,X ']z.  
    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。 P?^%i  
     b;FaTm@  
     
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