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    [技术]衍射透镜元件 [复制链接]

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    在线infotek
    科学家
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 04-29
    摘要 @{~x:P5g  
    UPLr[ >Q#  
    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。 #&&^5r-b-  
    q}(UC1|  
    在哪里可以找到组件?       :0#!=  
    3+Xz5>"a  
                 <L:v28c  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           6ffrV  
    S1zV.]  
    波前相位响应 1\_4# @')  
    `}Q+:  
     RM QlciG  
                                                                                 HOXqIZN85  
    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。 7?B]X%  
    Ks9"U^bPs  
    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)。 b\H~Ot[i  
    5(TI2,4  
     BL,YJM(y  
    （来自VirtualLab Fusion手册） [+>$'Du  
                                                                                     !d%OoRSU'  
    理想衍射透镜的参数设置 kXv -B-wOj  
    CEZ*a 0}=  
                                                         !P#lTyz  
    RIb< 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。 }_XKO\  
    .(nq"&u-*  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 v5 $"v?PT  
    L}x"U9'C  
    8V^gOUF.  
                                                                               ef Ra|7!HK  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: I)9;4lix  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 sj Yg  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 4 ILCvM  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 RG#  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 )7[>/2aGd  
    0M-Zp[w\-  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     x~A""*B~  
    ) T 3y,*  
    实衍射透镜的参数设置 Pg7W:L7  
    ?OlYJ/!z3  
      /dBQ*f5  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 GfPe0&h  
    |OuZaCJG  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 !9OAMHa*9  
    cM.q^{d`  
    可用结构的高度计算(TEA) W!V06.  
    N] }L*o&  
                                           ;sCX_`t0E  
    衍射曲面高度结构定义为： yz,ak+wp  
    2u/(Q>#  
                                                                                   % UY=VE\F  
    phEM1",4T  
    可选参数-分层水平                                                                                 Y#3m|b45n  
    ); 7csh%  
     l,-smK69  
    J(g!>Sp!p  
    总结：真实衍射透镜计算方法 7H++ pOF  
    ,5H$Tm,6\S  
    noGMfZ1  
                                                                             W)$;T%u  
    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： ^FF{71;  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 IcI y  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 b{(!Ls_ &  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 \d]&}`'4{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。 Y=/HsG\W]  
     "n:L<F,g  
     
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