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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 正序阅读 楼主  发表于: 2024-08-08
    摘要 u= dj3q  
    J#H,QYnf(L  
    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。 >a*dI_XE  
    pvl];w  
    在哪里可以找到组件?       6H2Bf*i  
    |8{ k,!P'K  
                 mEYfsO  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           D"$ 97  
    c/.s`hz  
    波前相位响应 TT9 \m=7  
    WYRC_U7  
     ?IQDk|<%  
                                                                                 S=S/]]e  
    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。 o_=4Ex "  
    ?A\+s,9  
    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)。 IHCxM|/k(M  
    eQyc<  
     ?/T=G k  
    （来自VirtualLab Fusion手册） wvisu\V  
                                                                                     "D>/#cY1/  
    理想衍射透镜的参数设置 WU=EJY}#n  
    id+EBVHAd  
                                                         r2tE!gMC  
    d^54mfgI  
    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:&  
    P//nYPyzg  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 %OHWGac"i  
    /T  {R\  
    '`gnJX JO  
                                                                               zN5};e}^v  
    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: I AUc.VH  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 };}N1[D   
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 hFtjw6  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 sRBfLN2C  
    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。 WoN JF6=?  
    d14@G4#Bd  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     p;7wH\c  
    h5@7@w%  
    实衍射透镜的参数设置 _7u&.l<;  
    nfZe"|d  
     b^<7a&  
    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。 f6SXXkO+  
    %*<Wf4P"  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 OcpvY~"Pr  
    |;aZi?Ek[  
    可用结构的高度计算(TEA) w AdaP9h  
    je#LD  
                                           =^Ws/k  
    衍射曲面高度结构定义为： 7)O+s/.P)  
    Q$: ,N=%  
                                                                                   Jk`l{N  
    ('uUf!h?\  
    可选参数-分层水平                                                                                 ;){ZM,Ox  
    #68$'Rl"o1  
       h)W#  
    +7lr#AvU/  
    总结：真实衍射透镜计算方法 ettBque  
    wj'fdrY5h  
    s)3CosU  
                                                                             1)~9Eku6K  
    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： ? YIe<  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 pE+:tMH;  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 Zs0;92WL  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 RxV " ,  
    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。 /18fpH|  
     
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