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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 正序阅读 楼主  发表于: 2024-08-08
    摘要 K~$o2a e  
    9ls<Y  
    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。 ?! dp0<  
    \~ O6S`,  
    在哪里可以找到组件?       (mXV5IM  
    kJIKULf  
                 CFD& -tED&  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           <rc3&qmd  
    DmAMr=p  
    波前相位响应 u->UV:u  
    )_!t9gn*wr  
     d#7 z N  
                                                                                 GIQ/gM?Pv  
    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。 qA:CV(Z  
    Ni IX^&N1  
    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)。 E@QsuS2&  
    @;x|+@r  
     "^~f.N  
    （来自VirtualLab Fusion手册） Bt|S!tEy  
                                                                                     (_-<3)q4  
    理想衍射透镜的参数设置 c>d+q9M  
    }S'+Ytea  
                                                         m<00 5_Z0Q  
    Uj}iMw,  
    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。 Z[KXDQn8  
    `9b/Q  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 SiHZco I  
    M5 ep\^  
    &k(t_~m>  
                                                                               # 4`*`)%  
    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: zllY $V&<!  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 @u3K.}i:g  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 ]qL#/   
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 ?1}1uJMj-  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 }K9Vr!  
    {y=H49  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     R{)Sv| +`  
    x:=Kr@VP  
    实衍射透镜的参数设置 {c|nIwdB  
    oH!sJ&"#_  
     ]hTYh^'e  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 x, a[ p\1  
    rs2~spN;h  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 ga^O]yK  
    2S}%r4$n}  
    可用结构的高度计算(TEA) 6N\~0d>5m  
    "?lirOD  
                                           F7UY>z3jL  
    衍射曲面高度结构定义为： By6C+)up  
    ?rXh x{vD  
                                                                                   i>r4Rz!  
    9 a2Ga   
    可选参数-分层水平                                                                                 MzYTEe&-L  
    N!m-gymmF  
     IJO`"da  
    j#y_#  
    总结：真实衍射透镜计算方法 ' ^gF  
    ULMG"."IH  
    \ntmD?kA  
                                                                             O:Bfbna  
    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： zTrAk5E  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 pm B}a7  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 K+Al8L?K_  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 "cRc~4%K  
    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。 J7t5 B}}  
     
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