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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 :<PwG]LO  
    JXAH/N& i  
    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。 `3'4_@7s9  
    \[Q*d  
    在哪里可以找到组件?       8dCa@r&tz  
    RGz NZc  
                 h ngdeGa  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           %y[ t+)!E  
    g1(`a`M  
    波前相位响应 2[~|6 @n  
    @ $2xiE.[  
     't#E-+o  
                                                                                 BkJNu_{m?  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 @R s3i;"W  
    g3kF&+2i  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 UlH;0P?  
    &- 2i+KjEX  
     2 `nOYK  
    （来自VirtualLab Fusion手册） g/BlTi  
                                                                                     j7v?NY  
    理想衍射透镜的参数设置 5o2|QL  
    {i|$^A3  
                                                         L%5g]=  
    .TKKjS%8  
    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。 @ZtDjxN &  
    I1fUV72  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 s*UO!bHa  
    !fK9YW(Im  
    cRS2v--\-  
                                                                               qIg^R@  
    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: [fl^1!3{  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 U9%#(T$  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 HWxwG'EEY,  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 {/K_NSg+h  
    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。 y)D7!s  
    ^gd[UC-"w  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     Qv/Kbw N{  
    \zv?r :1t  
    实衍射透镜的参数设置 [RFF&uy  
    qb?9i-(  
     $|n#L6k  
    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。 <ecif_a=m  
    q<>aZ|r  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 s2;b-0  
    (^ ;Fyf/  
    可用结构的高度计算(TEA) V7q-Pfh!y  
    `AcT}. u  
                                           mIm.+U`a2  
    衍射曲面高度结构定义为： HZEDr}RN  
    *Rj(~Q/t  
                                                                                   _|} GhdYE  
    $Oi@B)=4d+  
    可选参数-分层水平                                                                                 (|_N2R!  
    61=D&lb  
     6y}|IhX?z  
    3lT>C'qq  
    总结：真实衍射透镜计算方法 e QGhX(  
    cgF?[Z+x  
    ! C|VX,w  
                                                                             zcE[wM  
    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： z[bS soK`  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 Jrm 9,7/  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 i! DO  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 4Y:[YlfD.  
    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。 flzHZH  
     
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