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    [技术]衍射透镜元件 [复制链接]

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    离线infotek
    科学家
     
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    光币
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    光券
    0
    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 前天 08:38
    摘要 5 nF46c  
    u a%@Ay1|  
    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。 B8.a#@R  
    xP/?E  
    在哪里可以找到组件?       *hWpJEV  
    *@)0TL( 03  
                 e<A6= }  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           Bm"-X:='  
    H?oBax:  
    波前相位响应 R RRF/Z;))  
    OEi u,Y|@l  
     /~~A2.=.  
                                                                                 . ,h>2;f  
    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。 27J!oin$  
    5-*hAOThg  
    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)。 yxk:5L \A  
    # RoJD:9  
     F+@/"1c  
    （来自VirtualLab Fusion手册） |#(KP  
                                                                                     C GN=kQ  
    理想衍射透镜的参数设置 }uR[H2D`L  
    ^Y%'"QwJS  
                                                         Ms=5*_J2Jk  
    =M6Ph%  
    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。 @6lw_E_5  
    NMs 8^O|0  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 Kd r7 V  
    / <C{$Gu  
    r{>`"  
                                                                               /O[<"Wcz  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: S2i*Li  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 _"%hcCMw  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 -.@dA'j[  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 W{RZ@ 3ZY  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 &L[i"1a  
    |l CS^bA3  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     R?t_tmKXC!  
    y#T.w0*  
    实衍射透镜的参数设置 DHq#beN  
    &=^YN"=Z  
     Ko|m<;LX  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 '\O[j*h^.  
    a`e'HQ  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 8TBv~Q u  
    38GkV.e}$  
    可用结构的高度计算(TEA) f@@7?5fW  
    yJK:4af;.  
                                           5,\-;  
    衍射曲面高度结构定义为： %lk^(@+ T  
    9])Id;+91  
                                                                                   mv,5Q6!  
    Wsb>3J  
    可选参数-分层水平                                                                                 $d-$dM?R5  
    1oc@]0n  
     4Ei8G]O $_  
    "T$LJ1E  
    总结：真实衍射透镜计算方法 u`CHM:<<?  
    5e3p9K`5  
    0QP=$X  
                                                                             })+iAxR  
    用傅里叶模态法/严格耦合波分析(FMM/RCWA)或薄元近似(TEA)的局部线性光栅近似(LLGA)来计算真实的衍射透镜表面。其步骤是： wz..  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 2qdc$I&$  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 .p =OAh<  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 c/7}5#Rs  
    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。 P{L S +.  
     +Wl]1 c/  
     
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