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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 'N*!>mZ<  
    =?wMESU  
    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。 FT<H ]Nf  
    W0C{~|e  
    在哪里可以找到组件?       Xm%iPrl D  
    4|FRg  
                 v'h3CaA9j  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           l_bL,-|E8  
    Go-wAJ>  
    波前相位响应 4 U}zJP(L  
    lt{lHat1  
     W)|c[Q\  
                                                                                 )\0Ug7]?  
    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。 T!Xm")d  
    .V8/ELr]  
    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)。 p(~Y" H  
    j.<:00<  
     $Z,i|K;  
    （来自VirtualLab Fusion手册） t8t}7XD   
                                                                                     .4H_Zt[2  
    理想衍射透镜的参数设置 g[m3IJzq  
    @bc[ eas  
                                                         Sjw2 j#Q  
    8mk}nex  
    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。 S&5Q~}{,  
     AQB1gzE  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 lTx Y6vi  
    5ze`IY  
    kw 6cFz  
                                                                               gCg4;b6g  
    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: ;RNM   
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 m5X3{[a :  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 NQDLI 1o  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 $7msL#E7  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 9B qQ^`bu  
    <Gn8B^~$  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     p.@0=)  
    ;[FW!  
    实衍射透镜的参数设置 [u/zrpTk  
    t9?R/:B%  
     ~!8%_J_  
    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。 {z.[tvE8h  
    8T8pAs0 p  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 J ZVr&KZN  
    /1IvLdPIu  
    可用结构的高度计算(TEA) @PT`CK}  
    f %bc64N(  
                                           8W19#?7>B  
    衍射曲面高度结构定义为： \Ku9"x  
    A Oby*c  
                                                                                   M3DxapG  
    1 ;_{US5FR  
    可选参数-分层水平                                                                                 66I|0_  
    +CsI,Uf4*  
     g2+l@$W  
    )p^m}N 6M]  
    总结：真实衍射透镜计算方法 80{#bb  
    P]!LN\[  
    BengRG[  
                                                                             l@,);w=_P  
    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： :'5G_4y)h  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 |HaU3E*R  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 s5c! ^,L8  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 >/7KL2*  
    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。 8vz_~p9%j  
     t` }20=I+  
     
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