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    讯技光电:VirtualLab Fusion独家供应商 微小光学与微透镜阵列 光学设计与光学元件 计算光学带来的成像革命
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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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    光币
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    光券
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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2024-08-08
    摘要 *Ro8W-+  
    }m9S(Wal  
    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。 6{cybD`Ef&  
    FrgW7`s[A  
    在哪里可以找到组件?       JqL<$mSep  
    q2[+-B)m  
                 37%`P \O;s  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           Fsnw3/Nr  
    7^n,Ti g  
    波前相位响应 Z'voCWCd  
    ;%v%K+}r  
     H?rSP0.  
                                                                                 V;M3z9xd  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 z:d Xc  
    ztRWIkI q  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 'hxs((['\  
    & gY;`*<  
     emGV]A%nss  
    （来自VirtualLab Fusion手册） HR/k{"8W4Q  
                                                                                     i)A`Vpn  
    理想衍射透镜的参数设置 R tXF  
    L-^# 02  
                                                         0SAG6k~x  
    ##SLwrg  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 43UJ#rF  
    :7HVBH  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 dL1~]Z y  
    P58\+9d_  
    s98: *o3  
                                                                               M>`?m L  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: #R~">g:w  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 Ws2prh^e(  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 /ig^7+#  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 },?-$eyX  
    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。 WyKUvVi  
    {jj]K.&  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     9+WY@du+  
    8cYuzt]..  
    实衍射透镜的参数设置 v*vub#wP  
    N[|by}@n  
     5#9`ROT9  
    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。 bAA'=z<  
     e B9m4  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 ZwY`x')  
    `R4W4h'I  
    可用结构的高度计算(TEA) xEd#~`Jmr  
    v.~Nv@+kR  
                                           aufcd57  
    衍射曲面高度结构定义为： g7E`;&f  
    mI _ 6f~  
                                                                                   7LyV`6{70  
    JCCx 5  
    可选参数-分层水平                                                                                 ,d/CU  
    \rw'QAi8r  
     =CD:.FG.  
    $=;bccIob  
    总结：真实衍射透镜计算方法 !VJT"Ds_  
    }RC. Q`b  
    VC_3ll]vr  
                                                                             (+]Ig> t  
    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： f"} 0j|Gg  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 Z.cG`Km*  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 Aw_R $  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 N@%xLJF=N>  
    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。 7+A-7ci  
     
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