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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 d ?hz LX  
    B~TN/sd  
    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。 ^%#grX#  
    V1<`%=%_W  
    在哪里可以找到组件?       !/hsJ9  
    nl n OwyMJ  
                 }1QF+C f  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           c Zvf"cIs  
    uGCp#>+  
    波前相位响应 YaL]>.;Z:"  
    Hwu4:^OL|  
     -9o{vmB{  
                                                                                 C_->u4 -  
    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。 <KQ(c`KW7  
    @Zm J z  
    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)。 Acu@[ I^  
    K)[8 H~Lm  
     1 Z[f {T)  
    （来自VirtualLab Fusion手册） lTz6"/  
                                                                                     S_Z`so}  
    理想衍射透镜的参数设置 *Km7U-BG  
    &erm`Ho  
                                                         9DE)S)e8  
    g`?:=G:a*  
    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。 tu}>:mk  
    zxKCVRJ  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 l [%lE  
    /fwgqFVk  
    =+oZtP-+o  
                                                                               gx;O6S{  
    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: tZho)[1  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 %Q4i%:Qi  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 {THqz$KN  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 &s VadOBQ  
    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。 G]*|H0j  
    6 bO;&  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     U5+vN[ K  
    J?Iq9f  
    实衍射透镜的参数设置 3QCVgo i\  
    $YM_G=k  
     ^^}Hs-{T  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 EUcKN1  
    {9'M0=  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 qnIew?-*  
    +)/ Uu3"=  
    可用结构的高度计算(TEA) LP<<'(l`  
    )bD nbO$s_  
                                           rFu ez$  
    衍射曲面高度结构定义为： C}"@RHEu  
    ZkWL_ H)  
                                                                                   /[pqI0sf<A  
    x"\qf'{D  
    可选参数-分层水平                                                                                 tZ8e`r*  
    A 's-'8m  
     eOY^$#Y  
    &jf7k <^  
    总结：真实衍射透镜计算方法 J8Z0D:5  
    RKuqx:U  
    :zp`6l  
                                                                             .v])S}K  
    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： O<N#M{kc.  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 x';u CKWV  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 a5?8QAO~r  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 |g_g8[@`}  
    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!`C':'  
     
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