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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 OwEz( pj@  
    J B|I/\(A  
    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。 g[$B9 0  
    Vh<`MS0X  
    在哪里可以找到组件?       P8jK yo  
    ![ QQF|  
                 0b4O J[  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           !2Orklzd1  
    *t_&im%E  
    波前相位响应 |}`5< a!6U  
    =%3nKSg  
     9ZBF1sMg  
                                                                                 I?>#neHc6  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 j#&  
    gy{a+Wbc*  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 +[ItkfSod!  
    a3;.{6el)H  
     "" U_|JH-  
    （来自VirtualLab Fusion手册） US4Um>j  
                                                                                     HhL%iy1  
    理想衍射透镜的参数设置 K>[H@|k\k  
    zqh{=&Tjx  
                                                         jO 55<s94  
    o(P:f)B  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 qN@a<row&~  
    vNC0M:p,  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 rHlF& ET  
    spJ(1F{|V  
    X}(0y  
                                                                               j;)g+9`  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: 8(>.^667  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 %7msAvbk  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 2~V Im#  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。  3Mx@  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 Zjg\jo  
    {ah=i8$  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     xV#a(>-4  
    Z~c'h  
    实衍射透镜的参数设置 ,:4DN&<  
    6#M0AG  
     N@6OQ:,[F  
    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。 hFMst%:y$  
    e({fY.)SGo  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 H@E" )@92  
    U5!f++  
    可用结构的高度计算(TEA) A&c@8  
    O[)]dD&'  
                                           Q)`gPX3F  
    衍射曲面高度结构定义为： S9R]Zl7{-  
    U}w+`ZLN  
                                                                                   S tnv>  
    f&}A!uLe4x  
    可选参数-分层水平                                                                                 ie@`S&.8 T  
    EB5_;  
     ^YR|WKY  
    /;&+ < }  
    总结：真实衍射透镜计算方法 {M r~%y4  
    u:$x6/t  
    ~ sIGI?5f  
                                                                             pp]_/46nN  
    用傅里叶模态法/严格耦合波分析(FMM/RCWA)或薄元近似(TEA)的局部线性光栅近似(LLGA)来计算真实的衍射透镜表面。其步骤是： ml.;wB|  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 -, Q$  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 oU0 h3  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 P:(EU s}0  
    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。 {(Og/[  
     3`k[!!   
     
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