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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 li P{Mu/LO  
    Qf]!K6eR  
    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。 :|3 C-+[  
    $?{zV$r1  
    在哪里可以找到组件?       %BLKB%5  
    QjU"|$  
                 >C3 9`1  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           0pOha(,~  
    n #/m7  
    波前相位响应 \ y",Qq?  
    _Z2)e*(  
     ,[#f}|s_  
                                                                                 7HFO-r118  
    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。 eqCB2u"Jq  
    jQ}| ]pj+  
    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)。 c'R|Wyf  
    xII!2.  
     tH(#nx8  
    （来自VirtualLab Fusion手册） '~J6 mojE  
                                                                                     ;A!i V |  
    理想衍射透镜的参数设置 ek!N eu>  
    nQ~L.V  
                                                         kzXW<V9  
    Q.\ovk~,a  
    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。 <~w#sIh  
    =x>k:l~s  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 ]:fHvx_?`7  
    D I[Ee?  
    9t1_"{'N1  
                                                                               JH#+E04#  
    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: kw'D2692  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 ^XVa!s,d  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 v^ G5 N)F  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 b\Ub<pE  
    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。 yl%F<5  
    E@KK\m \e  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     m(Ynl=c  
    ^5}3FvW  
    实衍射透镜的参数设置 -X \v B  
    OQvJdjST  
     Qafg/JU  
    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。 zu%pr95U  
    * =l9gv&  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 s2WB4U k  
    6}$cDk`dz  
    可用结构的高度计算(TEA) [bXZPIz;j  
    V-3]h ba,  
                                           dX=^>9hN/  
    衍射曲面高度结构定义为： 9nE%r\H  
    04t_  
                                                                                   add-]2`  
    0 CS_-  
    可选参数-分层水平                                                                                 =@>&kU%$&  
    i1C'  
     3Y8 V?* 1|  
    <T]kpP<lC  
    总结：真实衍射透镜计算方法 ZlzFmNe60  
    76/%Py|  
    [geY:v_B  
                                                                             /2@@v|QL  
    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： d?n~9_9e  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 V*~5*OwB  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 we9AB_y  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 _G|6xlO  
    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。 MNzq}(p  
     :.,I4>b2  
     
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