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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: 04-29
    摘要 %.u*nM7sos  
    N8df1>mW  
    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。 ;]0d{  
    JNXzZ4U  
    在哪里可以找到组件?       Dq<DW2It>  
    N%>h>HJ  
                 0HU0p!yt&  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           ;+(_stxqV9  
    DZ\ '7%c  
    波前相位响应 2A@oa9  
    [;7zg@Sa  
     B|"/bQ  
                                                                                 Ipq0 1 +  
    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。 0{%@"Fb0O  
    ,wM}h  
    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)。 %XeN_ V  
    @VW1^{.do^  
     9XtO#!+48  
    （来自VirtualLab Fusion手册） G/FDD{y  
                                                                                     iX{2U lF7  
    理想衍射透镜的参数设置 ~Gmt,l! b  
    ZiQ<SSo:  
                                                         )D#}/3s  
    4H,c;g=!  
    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。 :L+ xEL  
    Xe_djy'8  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 r5UV BV8T  
    1 eV&oN#  
    F(."nUrf  
                                                                               D&"lu*"tg  
    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: ;92xSe"Ww  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 jUNt4  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 "OYD9Q''  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 Hcg7u7M{  
    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。 "0Z /|&  
    6'N_bNW  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     &v*4AZ['  
    6lg]5d2CD  
    实衍射透镜的参数设置 _*?qOmf=  
    1hCU"|VH:  
     D8u`6/^  
    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。 UCmy$aW  
    ebJTrh<{  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 x=xo9wEg  
    Rh)XYCM  
    可用结构的高度计算(TEA) $.$nv~f  
    { V(~  
                                           W!\%v"  
    衍射曲面高度结构定义为： g9JZ#BgZ  
    6@/k|t>OT  
                                                                                   Cj4Y, N  
    \xggIW.^0  
    可选参数-分层水平                                                                                 psmDGSm,&  
    Ck !"MK4  
     dL+yd0 b*  
    fV Y I  
    总结：真实衍射透镜计算方法 D6?h 6`J  
    @w.DN)GPo  
    !e<2o2~.  
                                                                             :w5g!G?z  
    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： ;>6~}lMgJ  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 `W@jo~ y<  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 ({C[RsY=6  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 f1'X<VA  
    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。 G;vj3#u?  
     O/Hj-u6&A  
     
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