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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 "sg$[)I3n  
    R o-Mex2  
    如今，衍射透镜在现代光学的各种应用中得到广泛的使用。微结构表面被用来取代笨重的光学元件，与传统镜头相比，得益于尺寸和重量的减小。在快速物理光学软件VirtualLab Fusion中，这些结构既可以以理想化的形式建模，具有预定义的阶次和效率，也可以更现实地建模，包括对实际微观结构表面的精确分析。本文介绍了VirtualLab Fusion的衍射透镜组件、可用的选项和应用的建模方法。 8:t-I]dzk  
    -CL7^  
    在哪里可以找到组件?       0A1l"$_|  
    Pi8U}lG;  
                 !/jx4 w~R  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           /@wm?ft6Gk  
    m2_&rjGz  
    波前相位响应 HvTi^Fb\a  
    ,%KB\;1mn'  
     k*-+@U"+  
                                                                                 ?<nz2 piP,  
    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。 -TD6s:'  
    8AefgjE  
    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)。 iOJgZuP  
    ?L'k2J  
     I) Y$?"  
    （来自VirtualLab Fusion手册） ZnJnjW PQ  
                                                                                     W B!$qie\  
    理想衍射透镜的参数设置 :\bttPw5  
    $~:hv7%  
                                                         Aga7X@fV(  
    }XXE hOO  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 5:s]z#8)  
    . }=;]=  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 xE)pj|  
    % tJ?dlD'  
    ,U2D &{@  
                                                                               94a _ W9  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: {;-$;\D  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 *=sU+x&X  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 st+Kz uK  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 x[?_F  
    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。 z^b\hR   
    t^[{8,N  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     y>#j4%D~4  
    awawq9)Y  
    实衍射透镜的参数设置 Qz<-xe`o8]  
    h\dIp`H  
     2MC\~"L<  
    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。 6%'{Cq1DE  
    LNg1q1 P3  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 givK{Yt<B  
    >2|#b  
    可用结构的高度计算(TEA) NMDNls&)k  
    7]^Cg;EtM:  
                                           s R~&S))  
    衍射曲面高度结构定义为： 8%NX)hZyq}  
    4R0_%x6vG  
                                                                                   "2h#i nS  
    Rsulp#['  
    可选参数-分层水平                                                                                 L"Gi~:z  
    Z  b1v  
     OYzJE@r^  
    T-@pTJ !K9  
    总结：真实衍射透镜计算方法 ^w HMKC  
    CJC|%i3  
    H z6H,h  
                                                                             (r|T&'yK  
    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： [X I5Bu ~  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 m<yA] ';s  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 \xdt|:8  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 5>=tNbk"s  
    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。 -`RJ k(  
     pqs)ueu  
     
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