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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-08-08
    摘要 :+6m<?R)T  
    ] =D+a&  
    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。 Ze~\=X" "  
    83dOSS2  
    在哪里可以找到组件?       !xlVyt5e  
    HqbTJ!a  
                 i"b*U5k  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           (]pQ.3  
    |k)u..k{>  
    波前相位响应 1?*vqdt  
    5pDxFs=v  
     kTzZj|l^\  
                                                                                 #*~ (  
    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。 \!%3giD5!  
    iU3co|q7  
    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)。 o;O_N^_W  
    %jkd}D  
     F[+sc Mx!G  
    （来自VirtualLab Fusion手册） VTF),e!  
                                                                                     A^~\  
    理想衍射透镜的参数设置 [fb-G5x  
    :!|xg! |y  
                                                         "?Y0Ng[  
    $Fo ,$  
    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。 Wbc % G8  
    Ah"Rx A  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 AXJC&O}`  
    :s4CWE d  
    /r)d4=1E  
                                                                               ?GFVV->i  
    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: gcz1*3)  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 s^AYPmR6  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 fpzTv3D=I  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 lr|-_snx2  
    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。 f[z#=zv  
    ]\GGC]:\@  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     ?=\h/C  
    jHFdDw|N`  
    实衍射透镜的参数设置 ^RY_j>i  
    h\yYg'CC  
     VA]%i P,O-  
    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。 0wc+<CUW  
    DZ EA*E>  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 vg)zk2O  
    vzVl2  
    可用结构的高度计算(TEA) F:\y#U6"J  
    =]D##R  
                                           aMzAA  
    衍射曲面高度结构定义为： Z(V 4"x7F  
    SI@I  
                                                                                   \Q#F&q0  
    2Aff3]-:Gd  
    可选参数-分层水平                                                                                 YT-t$QyL  
    No[>1]ds  
     d 29]R.  
    *<9p88FpDU  
    总结：真实衍射透镜计算方法 Sd{>(YWx~  
    `a<G7  
    [@/G?sAQm\  
                                                                             'vh:(-  
    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： te:@F]A  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 GSMP)8 W  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 ] qrO"X=  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 [jafPi(#g  
    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。 &<L+;k~P%  
     
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