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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 84M*)cKR~  
    K&/!3vc  
    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。 (c1Kg   
    F]`_akE  
    在哪里可以找到组件?       tf?"AY4  
    y_N h5  
                 RWINdJZ  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           vB1nj<]&z  
    g2W ZW#a)  
    波前相位响应 Tlz~o[`&  
    ,ko0XQBl  
     .vhEm6wJUM  
                                                                                 t Ai?Bjo  
    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。 BZAF;j  
    G;v3kGn  
    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)。 =U+_;;F=  
    Ebytvs,w  
     7xjihl3  
    （来自VirtualLab Fusion手册） Bz*6M  
                                                                                     \6K1Z!*;  
    理想衍射透镜的参数设置 4+4C0/$Y  
    53)*i\9&  
                                                         I vD M2q8f  
    QN OA66  
    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。 OA{PKC  
    LQ.0"6oj  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 1\ab3n  
    c-bTf$6}  
    <<[\ Rv  
                                                                               Gjo&~*;  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: XZ[3v9?&n  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 6SN$El 0|G  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 Lt\=E8&rh  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 -x2&IJ!  
    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。 _Q6` Wp6m  
    (`FY{]Wz!  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     Q!v]njCIB7  
    (G`O[JF  
    实衍射透镜的参数设置 +U*:WKdI?  
    j`ybzG^  
     p 28=l5y+  
    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。 <CY<-H  
    1n|K   
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 ^9A,j} >o-  
    A N 'L- E  
    可用结构的高度计算(TEA) DS6g_SS3  
    2;&!]2vo$  
                                           t6a$ZN;  
    衍射曲面高度结构定义为： E.+BqWZ!  
    '?dT<w=Y&  
                                                                                   wl:[Ad  
    /dq(Z"O_  
    可选参数-分层水平                                                                                 ( t59SY  
    `/L D:R  
     "%]vSr  
    Vf] ;hm  
    总结：真实衍射透镜计算方法 9>hK4&m^  
    UJhUb)}^  
    _omz74   
                                                                             rX@?~(^ML  
    用傅里叶模态法/严格耦合波分析(FMM/RCWA)或薄元近似(TEA)的局部线性光栅近似(LLGA)来计算真实的衍射透镜表面。其步骤是： BhCOT+i;c  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 I2^ Eo5'  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 Q _ M:v  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 LQ3J$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。 ;P!x/Ct  
     
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