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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 Pi|WOE2  
    7,0^|P  
    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。 M*ZR+pq,  
    [JI>e;l C:  
    在哪里可以找到组件?       NN(ZH73  
    )BI6nU  
                 LLp/ SWe  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           GZY8%.1{"a  
    ;MH((M/AN  
    波前相位响应 hKa<9>MI`  
    Q+L;k R  
     !EO*xxQ  
                                                                                 h"h3SD~  
    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。 Cu*+E%P9`  
    G i 1Jl"  
    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)。 |C;8GSw>|F  
    LIzdP,^pc  
     xz!b@5DR'%  
    （来自VirtualLab Fusion手册） -J7BEx  
                                                                                     %eK=5Er jx  
    理想衍射透镜的参数设置 qfJi[8".  
    bs_>!H1  
                                                         aMa ICM  
    U$zd3a_(  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 GWb=X cx  
     UZJ^ e$N  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 }_,\yC9F  
    uY6]rt_#a  
    %H)^k${  
                                                                               T22 4L.?  
    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: Bi}uL)~rD  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 L!:8yJK  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 z4CqHS~%  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 Ag[Zs%X  
    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。 Ka\h a  
    Dn x` !  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     e@6]rl  
    + Cf"rN  
    实衍射透镜的参数设置 6}z-X*  
    D\13fjjHlu  
     QMO.Bnek  
    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。 tVI6GXH  
    IKaa=r~  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 SSr#MIS?  
    aMU0BS"   
    可用结构的高度计算(TEA) G5MoIC  
    =()Vrk|uK  
                                           xh6Yv%\@  
    衍射曲面高度结构定义为： {C>E*qp}f  
    Z;v5L/;  
                                                                                   KM-d8^\:  
    0H9UM*O  
    可选参数-分层水平                                                                                 != uaB.  
    6&J7=g%G  
      =1MVF  
    <cof   
    总结：真实衍射透镜计算方法 gWK[%.Jnw  
    $U/|+*  
    1]&FB{l  
                                                                              a,ff8Qm  
    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： ax)>rP,V  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 mJU1n  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 NIo!WOi  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 5&C:&=Y  
    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。 _O,k0O   
     
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