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    [技术]衍射透镜元件 [复制链接]

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    科学家
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-08-08
    摘要 EWr7eH  
    xsiJI1/68  
    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。 `F3wO!  
    1}Y3|QxF  
    在哪里可以找到组件?       EWQLLH"h  
    _EJPI  
                 %k~ezn  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           M93*"jA  
    Cc;8+Z=a?G  
    波前相位响应 Sp*4Z`^je  
    9M5W4&  
     _3< P(w{  
                                                                                 dMCoN8W  
    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_X{'=SQ1  
    BMdZd5!p&  
    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)。 tY: Nq*@  
    n$v4$_qS  
     C!ch !E#  
    （来自VirtualLab Fusion手册） [YZgQ  
                                                                                     +k~0&lZi  
    理想衍射透镜的参数设置 Ln t 1  
    -/V(Z+dj  
                                                         o OC&w0  
     .FC+  
    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。 DR,7rT{$  
    P+=m.  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 1z-A3a/-  
    kD?@nx>  
    U^7bj  
                                                                               .g1x$cQ1<  
    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: w%8y5v5  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 S[zGA<}  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 GC'e  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 %ek0NBE7  
    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。 O ;[Mi  
    ^i_+ugJX  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     OM{^F=Ap  
    jT}={[9b  
    实衍射透镜的参数设置 $;'M8L  
    d~QM@<SV  
     3ce$eZE  
    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。 _> x}MW+  
    vSC1n8 /  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 DBL@Mp[<  
    |w54!f6w_  
    可用结构的高度计算(TEA) '^>} =f  
    ge:a{L  
                                           4(LLRzzW  
    衍射曲面高度结构定义为： yCav;ZS_  
    T!ZjgCY}  
                                                                                   {it}\[3  
    /e|Lw4$@S  
    可选参数-分层水平                                                                                 NjpWK ;L  
    6lv@4R^u  
     kLF`6ZXtd  
    ;?tH8jf>  
    总结：真实衍射透镜计算方法 ",D!8>=s  
    "a(4])  
     1n +Uv*  
                                                                             ]& ckq  
    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： f? @Qt<+k  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 _:=\h5}8  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 vI0,6fOd6  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 rKUtTj  
    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。 OKlR`Vaty  
     
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