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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 e4qj .b  
    ?(im+2  
    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。 Wtv#h~jy9  
    +|C[-W7Sw  
    在哪里可以找到组件?       Eqphd!\#6  
    )XVh&'(r  
                 MMD<I6Iyv  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           IF?xnu  
    h}=M^SL  
    波前相位响应 SQKt}kDbM  
    ,sb1"^Wc  
     S]yvMj_?  
                                                                                 DA LQ<iF  
    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。 Dc FCKji  
    u;n(+8sz  
    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)。 mTEVFm  
    'H=weH  
     / = ^L iP  
    （来自VirtualLab Fusion手册） o?!uX|Fy  
                                                                                     cztS]dcf>~  
    理想衍射透镜的参数设置 u3wL<$2[8  
    ]A!.9Ko}u  
                                                         ~Ob8i1S>  
    z Z%/W)t  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 G6Q4-kcK  
    aW@oE ~`  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 AA7#c7  
    5V|tXsy:  
    HP$K.a7H  
                                                                               glor+  
    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: #S i|!  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 R|t;p!T  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 YY!!<2_  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 zPQ$\$7xB  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 A1<k1[5fJ  
    h[l{ 5Z*  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     f8!l7{2%q  
    Cj$H[K}>  
    实衍射透镜的参数设置 J<_1z':W)  
    b]dxlj} <  
     ? -{IsF^  
    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。 NS 5 49S  
    Y\u_+CG*  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 #KJZR{  
    gDhl-  
    可用结构的高度计算(TEA) `GkRmv*  
    Y~GUR&ww0n  
                                           V~c(]K)-  
    衍射曲面高度结构定义为： td/5Bmj  
    W]~ZkQ|P  
                                                                                   3YRB I|XO  
    y<uE-4  
    可选参数-分层水平                                                                                 t>@yv#  
    sbjtL,  
     ./)j5M  
    TA9dkYlE/  
    总结：真实衍射透镜计算方法 mdt ?:F4Q  
    r1hD %a  
    ,^!Zm^4,  
                                                                             \#_@qHAG  
    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： q"p#H8  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 )x9]xqoR  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 *p"O*zj  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 {"\q(R0  
    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。 &}|0CR.(  
     
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