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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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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-08-08
    摘要 P|HY=RM a  
    HaB=nLAT  
    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。 22tY%Y9  
    tm+}@CM^.  
    在哪里可以找到组件?       5Odi\SJ&  
    ^Po\:x%o  
                 3w{ i5gGn  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           [`ttNW(_  
    D ?,P\cp  
    波前相位响应 +qsdA#2  
    L>@0Nne7  
     -fUz$Df/R  
                                                                                 6mRvuJ%  
    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。  r) X?H  
    @gxO%@@  
    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)。 LfgR[!  
    ^o?.Rph|i]  
     ]BAF  
    （来自VirtualLab Fusion手册） N SHlo*)}  
                                                                                     S'E6#   
    理想衍射透镜的参数设置 5r zB "L  
    q%>L/KJ#  
                                                         )%ja6Vg  
    Grjm9tbX}  
    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。 ZV;#ZXch  
    m"U\;Mw?  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 l[\[)X3$  
    uu#ALB Jm  
    1/le%}mK  
                                                                               m?<C\&)6x  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: w:N\]=Vh  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 .P,\69g~A  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 @*%.V.  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 `]tXQqD  
    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。 ,T&B.'cq  
    H.i_,ZF  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     Z71"d"  
    i$og v2J  
    实衍射透镜的参数设置 Y/@4|9!  
    R_@yj]%H=  
     <7TpC@"/g  
    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。 R )?8A\<E  
    1Ete;r%5=  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 u :m]-'  
    -u{k  
    可用结构的高度计算(TEA) e?Cbl'  
    :1.$7W t  
                                           @.CPZT  
    衍射曲面高度结构定义为： vkBngsS  
    |(S=G'AtU  
                                                                                   &+*jTE  
    Keof{>V=CA  
    可选参数-分层水平                                                                                 UTs0=:+,t  
    ]Ff&zBJ  
     umls=iz  
    bR ;H@Fdg?  
    总结：真实衍射透镜计算方法 %?RX}37K  
    l|N1u=Z  
    \" .3x PkE  
                                                                             C=hE@  
    用傅里叶模态法/严格耦合波分析(FMM/RCWA)或薄元近似(TEA)的局部线性光栅近似(LLGA)来计算真实的衍射透镜表面。其步骤是： vQIoj31  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 Z,u:g c+*  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 -4hX -  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 {kZhje^$vi  
    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。 x%x[5.CT  
     
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