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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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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 04-29
    摘要 p~Di\AQ/  
    0]p! Bscaf  
    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。 >]s\%GO  
    kK\G+{z?  
    在哪里可以找到组件?       6aRPm%  
    Jr+~'  
                 Z<jio  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           &3~lZa;D  
    Oh)s"f\N  
    波前相位响应 iZm# "}VG  
    P@lDhzd  
     HGM? ?=  
                                                                                 iYJ:P  
    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。 #e)A  
    6:_@;/03%  
    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)。 jd ]$U_U(  
    trlZ^K  
     JWQd/  
    （来自VirtualLab Fusion手册） !'scOWWn  
                                                                                     a_}k^zw(  
    理想衍射透镜的参数设置 b/;!yOF  
    ML eo3  
                                                         d^b(Uo=$  
    WRIOjQ:  
    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。 dAg<BK/  
    }Rl^7h<!  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 Q5Yy \M  
    [ =/Yo1:v  
    q+<<Ku(20  
                                                                               N!me:|Dn  
    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: 0 ]K\G55  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 $U . >]i  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 EY+/ foP  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 Z!#n55 |  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 f[r?J/;P9  
    ;zq3>A  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     (p6$Vgdt  
    NWL\"xp `t  
    实衍射透镜的参数设置 dOG]Yjc  
    ={'*C7K)oK  
     Ei$?]~ &  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 M( eu wy  
    H|UGR ~&  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 AlPk o($E*  
    Dqxtc|vo  
    可用结构的高度计算(TEA) EuH[G_5e0  
    g<b(q|  
                                           Ku 'OM6D<  
    衍射曲面高度结构定义为： WF#3'"I  
    '>"riEk  
                                                                                   t 0 omJP  
    X6h@K</c^:  
    可选参数-分层水平                                                                                 @'5*u~M  
    O8\>?4)  
     3P}^Wu  
    fS@V`"O6  
    总结：真实衍射透镜计算方法 _R/^P>Q?  
    Nd;)V  
    ='rSB.$Ctk  
                                                                             pYxdE|2j  
    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： `S)*(s?T  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 h=a-~= 8  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 EdH;P \c  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 DA9-F  
    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。 T> < Vw  
     JkfVsmc<{h  
     
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