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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 /7YIn3  
    Q*Pq{]0K  
    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。 /%^#8<=|U  
    PdWx|y{%  
    在哪里可以找到组件?       >z@0.pN]7  
    ]h5tgi?_l  
                 gg2( 5FPP  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           9G2FsM|,  
    61U09s%\0  
    波前相位响应 jmZI7?<z  
    a\*yZlXKs  
     w``U=sfmV  
                                                                                 $IpccZpA  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 Zj'9rXhrM1  
    sFRQe]zCcP  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 yJIscwF  
    #%O0[kd  
     cw <l{A  
    （来自VirtualLab Fusion手册） jmG~UnM  
                                                                                     Lr pM\}t  
    理想衍射透镜的参数设置 TB31- ()  
    #Gi$DMW  
                                                         do'GlU oMC  
    $[ *w"iQ  
    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。 G 01ON0  
    A@#E@ ;lm  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 k+*u/neh  
    cH2K )~  
    2GG2jky{/  
                                                                               S3J^,*'  
    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: ~a2}(]  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 ftSW (og  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 .T`%tJ-Em  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 E!F^H^~$8  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 #KvlYZ+1  
    r<$y= B  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     gjlx~.0d  
    1|=A*T-<M  
    实衍射透镜的参数设置 1|:KQl2q  
    %(Icz ?  
     'Pbr v  
    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。 :k#HW6p  
    2~[juWbz  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 t_1L L >R  
    VIbq:U  
    可用结构的高度计算(TEA) [V`r^  
    K (|}dl:  
                                           f6p/5]=J26  
    衍射曲面高度结构定义为： yf,z$CR  
    +ZX{>:vo   
                                                                                   qe\5m.k  
    A@u@ift  
    可选参数-分层水平                                                                                 7xR\kL.,  
    J .<F"r>  
     Iga0 24KR  
    vih9 KBT  
    总结：真实衍射透镜计算方法 4^d?D!j  
    y1#1Ne_  
    2~2 O V  
                                                                             ,#K'PB4E  
    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： ),!qTjD  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 =EsavN  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 xyxy`qRA  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 _"{Xi2@H  
    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。 }-`4DHgq  
     
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