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    [技术]衍射透镜元件 [复制链接]

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    离线infotek
    科学家
     
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-08-08
    摘要 G2dPm}sZG  
    >-j( [%  
    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。 ]$!7;P  
    XzB3Xs?W2  
    在哪里可以找到组件?       ;o?o92d  
    #G\Ae:O  
                 XZ"oOE0=  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           -XfGF<}r  
    pQoZDD@B$  
    波前相位响应 c1xX)cF  
    (_R!:H(]m  
     ? CU;  
                                                                                 xD9ZL  
    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。 /jSb ^1\  
    J4Ca0Ag  
    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)。 }_D{|! !!T  
    N}Or+:"O:q  
     epI~w  
    （来自VirtualLab Fusion手册） [W99}bi$  
                                                                                     P! P` MX  
    理想衍射透镜的参数设置 c~= {A  
    JyePI:B&)j  
                                                         p\}!uS4 (  
    =N2@H5+7  
    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。 s$~H{za  
    s >k4G  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 hyY^$p+  
    SduUXHk  
    ypNeTR$4  
                                                                               AD >/#Ul  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: p7L6~IN  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 C't%e  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 gX(8V*os^  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 ]d*O>Pm  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 *fSX3Dk  
    ceLr;}?Ws  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     q)PSHr=Z  
    iZ0.rcQj'o  
    实衍射透镜的参数设置 OqX+ R4S  
    &zPM# Q  
     Q'[~$~&`  
    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。 '.e 5Ku  
    I]B9+Z?xo  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 D"K! ELGW  
    JEfhr  
    可用结构的高度计算(TEA) mo]>Um'F  
    :I^4ILQCD  
                                           @^`5;JiUk  
    衍射曲面高度结构定义为： NM1TFs2Y*  
    Lve$H(GHT  
                                                                                   1(kd3 qX  
    3]>YBbXvE  
    可选参数-分层水平                                                                                 (CE2]Nv9")  
    #Z]<E6<=9  
     4-\4G"4  
    XX *f  
    总结：真实衍射透镜计算方法 tAb3ejCo?  
    JV! }"[  
    r?x~`C  
                                                                             72y!cK6  
    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： tOPk x(  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 ltd'"J/r  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 eoPoG C  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 L~_zR>  
    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。 +*RpOtss  
     
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