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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 KzEuPJ?  
    Tns?mQ  
    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。 .8u$z`j  
    8@Egy%_  
    在哪里可以找到组件?       4e=/f,o1  
    tIz<+T_  
                 ek<PISlci  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           zWCW:dI  
    tc+GR?-7W  
    波前相位响应 U%mkhWn  
    ( z8]FT  
     -/ (DP x  
                                                                                 _hAj2%SL  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 M/::`yJQu  
    p)?qJ2c|  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 ?z\q Mu  
    sD LVYD  
     ]`#xR *a  
    （来自VirtualLab Fusion手册） uM6CG0  
                                                                                     m.\ >95!  
    理想衍射透镜的参数设置 4kW 30Ma  
    sDaT[).Hm  
                                                         [ 4?cM\_u@  
    5PPPd-'Z_  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 P#dG]NMf  
    ?D*Hl+iu  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 x&hvFG3  
    kj Lsk-  
    C:'WX*W  
                                                                               2ru*#Z#(  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: B-y0;0  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 ;,F-6RNj  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 aJuj7y-  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 N>&{Wl'y\  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 ImUQ*0  
    ?G~/{m.  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     ZYwBw:y}y  
    ifJv~asp   
    实衍射透镜的参数设置 .c=$ bQ>^  
    ^]#Ptoz^(l  
     p\\P50(-  
    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。 8!`7-  
    ,(@Y%UW:  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 zer&`Vr  
     |0C|$2  
    可用结构的高度计算(TEA) M-&^   
    S7?f5ux   
                                           x*loACee.  
    衍射曲面高度结构定义为： %:'1_@Ot 2  
    .XV]<)<K$  
                                                                                   }<5\O*kX4  
    FT*yso:X/  
    可选参数-分层水平                                                                                 *@bg/S K%  
    "xvV'&lQ  
     mC{!8WC@k  
    dyQ<UT  
    总结：真实衍射透镜计算方法 /ctaAQDUh\  
    ohQz%?r  
    =FtM;(\  
                                                                             TRr4`y%  
    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： FT3,k&i  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 #"=yQZ6Y  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 N8DiEB3~  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 xoz*UA.  
    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。 4AJu2Hp  
     
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