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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 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-08-08
    摘要 `$q0fTz  
    \s!x;nw[  
    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。 $V F$Ok>  
    9TwKd0AT$&  
    在哪里可以找到组件?       #WS>Z3AY  
    EK&0Cn3z  
                 *,~L_)vWO  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           c0;rvw7  
    (6b0rqPF  
    波前相位响应 @Gy.p5J8  
    amQTPNI  
     ^]Z@H/]H  
                                                                                 U*,\UF  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 cwzgIm+  
    p7HLSB2Rp  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 Av4(=}M}@  
    cIcu=U  
     ^;tB,7:*V  
    （来自VirtualLab Fusion手册） WdB\n/BWB  
                                                                                     2'-84  
    理想衍射透镜的参数设置 /_YTOSZjm  
    \xcf<y3_  
                                                         )uMv]  
    O%haaL\  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 [B+:)i  
    (/s~L*gF{  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 TKgN31`  
    \L`x![$~q  
    *LuR o  
                                                                               A;dD'Kgl  
    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: X4Pm&ol  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 ;cZp$ xb3  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 w'E?L`c  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 $cU7)vmK`  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 /)kx`G_  
    EVC]B}  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     B< HN$/  
    {m@tt{%  
    实衍射透镜的参数设置 ^P*-bV4  
    lJdYR'/Wd  
     U3` ?Z`i(  
    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。 YBR)S_C$_  
    <]X 6%LX  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 *)Cr1d k  
    4O/IT1+A  
    可用结构的高度计算(TEA) g-1j#V`5  
    5&O%0`t  
                                           mx UyD[|  
    衍射曲面高度结构定义为： adAdX;@e`  
    zqBzataR:  
                                                                                    sFnR;  
    @LSh=o+  
    可选参数-分层水平                                                                                 .wyuB;:  
    !2^~ar{2  
     o)]O  
    x 4sIZe+  
    总结：真实衍射透镜计算方法 E|+<m!  
    FOsxId[f9  
    < (B|g&A  
                                                                             s9OW.i]zX  
    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： ek]nLN  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 V|[NL4  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 >,h{`  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 IV1Y+Z )  
    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。 %5DM ew  
     
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