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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 W!BIz&SY:-  
    ;eRYgC  
    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。 e-#!3j!'  
    q={\|j$X  
    在哪里可以找到组件?       2!35Tj"RFE  
    /hMD Me  
                 H]7;O M/g  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           *.DTcV  
    ;9R;D,Gk!  
    波前相位响应 g.d%z  
    -a[] #v9  
     NN9` jP2  
                                                                                 058+_xX  
    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。 BEzF'<Z  
    ~e<v<92Xu  
    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)。 I(dMiL  
    ;ip"V 0`  
     ![BQ;X  
    （来自VirtualLab Fusion手册） yw%5W=<  
                                                                                     r%g?.4o*b  
    理想衍射透镜的参数设置 9s-op:5  
    kgvB80$4  
                                                         8@|rB3J  
    jyt#C7mj-A  
    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。 _/_1:ivY8  
    ,HxsU,xiG  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 Jn>7MuG  
    >k?/'R  
    pCQB<6&1N  
                                                                               Uk02VuS  
    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: vRLkz4z   
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 XK (y ?Y1  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 < }3c%Q1  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 64^dy V,;  
    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。 /]Fs3uf  
    .Y%)&  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     V6,D~7  
    an 3"y6.8  
    实衍射透镜的参数设置 7R mL#f`  
    T{={uzQeJJ  
     pHFh7-vj  
    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。 x7X"'1U  
    6}.B2f9  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 &t +   
    iAX\F`  
    可用结构的高度计算(TEA) U n#7@8,  
    . F0V  
                                           8=!M0i  
    衍射曲面高度结构定义为： {R7>-Y[4)2  
    \fphM6([RK  
                                                                                   eB78z@  
    FDaHsiI:  
    可选参数-分层水平                                                                                 _7YAF,@vT  
    K,[g<7X5  
     Bo?uwi  
    ^CTgo,uf6H  
    总结：真实衍射透镜计算方法 0K'lr;  
    :4h4vp<  
    ?#xNz=V  
                                                                             BBw`8!  
    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： pr\yc  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 D>,]EE-  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 ^>uzMR!q5  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 VuwBnQ.2k  
    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。 .b]g# Du=  
     YWeEvo(,=  
     
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