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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 Lzm9Kh;  
    Gx,<|v  
    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 _ @_  
    : M=0o<  
    在哪里可以找到组件?       wxS.!9K  
    }%x2Z{VF  
                 .hPk}B/KV  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           +" |?P  
    /g(WCKva  
    波前相位响应 avxr|uk  
    lkl+o&D9  
     Qqm'Yom%T  
                                                                                 bys5IOP{]o  
    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。 8A'oK8Q  
    ~>6d}7xs  
    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)。 zZR_&z<  
    .z0NMmz0z  
     UNY O P{  
    （来自VirtualLab Fusion手册） y=.`:EB9b  
                                                                                     }w&W\g+E$  
    理想衍射透镜的参数设置 1u>[0<U~E  
    %dn!$[D@  
                                                         r9sq3z|%  
    wo>7^ZA  
    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。 %La<]  
     %JoHc?  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 ^hZZ5(</8P  
    inQ1 $   
    Mj!\EUn  
                                                                               ` ES-LLhVf  
    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: GW{e"b/x  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 9 696EQ,I  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 ERTjY%A  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 b,h@.s  
    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。 :#nfdvqm  
    =Vie0TV&h  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     y$$|_ l@  
    8SGqDaRt  
    实衍射透镜的参数设置 Z; 6N7U  
    "zE>+zRl  
     }vK8P r%  
    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。 80_}}op ?8  
    2y`X)  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 FHbyL\Q  
    LS:^K  
    可用结构的高度计算(TEA) Wr+/ 9  
    SL[EOz#  
                                           (4f]<Qt  
    衍射曲面高度结构定义为： yOTC>?p%  
    He9Er  
                                                                                   A'6-E{  
    4$oDq  
    可选参数-分层水平                                                                                 X*w7q7\8-:  
    L_`D  
     L/ g8@G ;  
    `eEiSf  
    总结：真实衍射透镜计算方法 =|LB,REN  
    y0]"qB  
    Yr)<1.K4,M  
                                                                             J7pF*2  
    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： Suo%uD  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 7u`:e,'  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 )tm%0z7R  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 w ,*#z  
    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。 7}L.(Jp9  
     
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