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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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    光券
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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2024-08-08
    摘要 ,UNk]vd  
    3\ ,t_6}  
    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。 oP%5ymL%J  
    _DT,iF*6  
    在哪里可以找到组件?       DR:DXJc  
    eEP{?F^I[  
                 .{*l,  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           (GC5r#AnS  
    ,(zV~-:9  
    波前相位响应 ,aGIq. *v  
    xkiiQs)  
     wy#>Aq  
                                                                                 Ry"4v_e9  
    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。 S50}]5K  
    WZPj?ou`G  
    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)。 qtozMa  
    s%`l>#H  
     PREGQ0  
    （来自VirtualLab Fusion手册） cz /cY:o)  
                                                                                     C.ji]P#  
    理想衍射透镜的参数设置 qe&B$3D|  
    ,Xfu?Yan  
                                                         !4=_l6kg~+  
    r|DIf28MIq  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 SA&(%f1d  
    1iLo$  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 CEaAtAM  
    $p4e8j[EJ  
    qlYi:uygY  
                                                                               P5 oS 1iu*  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: +Ln^<!P  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 zow8 Q6f  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 ,d38TN  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 0XCAnMVo  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 Z|Rc54Ct  
    n8=D zv0  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     jll:Rh(b  
    g3&nxZ  
    实衍射透镜的参数设置 n7K%lj-.P  
    9T5 F0?qd  
     ^>Z_3 {s:$  
    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。 l&U$L N$*e  
    0m4M@94  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 { +w.Z,D"  
    4:NMZ `~  
    可用结构的高度计算(TEA) M!Ao!D[  
    9?hZf$z  
                                           H1B%}G*Ir-  
    衍射曲面高度结构定义为： Ys}^ hy  
    Ui (nMEon  
                                                                                   WQ[n K5#  
    r(uo-/7z  
    可选参数-分层水平                                                                                 BO7HJF)a  
    iz^uj  
     YW&K,)L@  
    I[ \7Bf  
    总结：真实衍射透镜计算方法 f7\X3v2W}3  
    g =Xy{Vm  
    9t)Hi qj  
                                                                             RH<2f5-sC!  
    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： Uoe;=P@  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 em3+V  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 JG'%HJ"D  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 7`t"fS  
    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。 eT3!"+p-F  
     
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