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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: 2024-08-08
    摘要 fw:7U %MGv  
    yYM_lobn  
    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。 [.ey_}X8  
    ]  ~'9  
    在哪里可以找到组件?       C_-%*]*,j  
    aj?2jU~Pq  
                 <5M_EJp  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           .Jptj  
    %uj[`  
    波前相位响应 lS#7x h  
    1y 1_6TZ+  
     CX]RtV!  
                                                                                 sbgJw  
    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。 qg|Ox*_od"  
    El{r$-}  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 J}:&eS  
    e~3]/BL  
     dV)Y,Yx0${  
    （来自VirtualLab Fusion手册） gji*Wq  
                                                                                     0e)lY='^_  
    理想衍射透镜的参数设置 ' 4,y  
    '^e0Ud,  
                                                         Gl.?U;4Z  
    b/z'`?[  
    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。 7,f:Qi@g  
    U7jhV,gO4  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 `(P "u  
    3xP~~j;7  
    Y$>+U  
                                                                               c!.=%QY  
    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: cT\O v P*_  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 Rq"VB.ef&{  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 d8 rBu jT  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 $|rCrak;  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 =n)JJS94  
    tsck|;v  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     #,t2*tM  
    zMbfV%b  
    实衍射透镜的参数设置 92s4u3 L;  
    ,?Ok[G!cm  
     cLn;,u4  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 4tbw*H5!5  
    C(f$!~M4b  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 ]U_5\$  
    T:be 9 5!,  
    可用结构的高度计算(TEA) 3Wjq>\  
    TViBCed40  
                                           4s[`yV  
    衍射曲面高度结构定义为： B.V?s,U  
    f;e_04K  
                                                                                   rH[5~U  
    (irk$d %  
    可选参数-分层水平                                                                                 @m5O{[euj<  
    #E*@/ p/  
     lt }r}HM+  
    <9=zP/Q  
    总结：真实衍射透镜计算方法 z`c%?_EK  
    k}- "0>  
    W/b"a?wE{  
                                                                             g7 .7E6%H  
    用傅里叶模态法/严格耦合波分析(FMM/RCWA)或薄元近似(TEA)的局部线性光栅近似(LLGA)来计算真实的衍射透镜表面。其步骤是： <sm#D"GpP  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 X7t 5b7  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 np<f,  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 rdXCWK$E  
    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。 @<hF.4,]  
     
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