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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 正序阅读 楼主  发表于: 04-29
    摘要 o;t{YfK  
    kM.zX|_  
    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。 @rE>D  
    5'X.Z:  
    在哪里可以找到组件?       !aLL|}S  
    AtSEKpKc  
                 GZse8ng  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           OfPWqNpO  
    zH.7!jeE  
    波前相位响应 gP`8hNwR  
    hW(Mf  
     $cc]pJy"}  
                                                                                 NI3_wV  
    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。 G"wy?  
    >=wlS\:"  
    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)。 $Die~rPU  
    ~h -0rE  
     *U8Pjb1  
    （来自VirtualLab Fusion手册） 3#W>  
                                                                                     c{z QX0  
    理想衍射透镜的参数设置 =}F &jl  
    4;x{@Ln  
                                                         @a+1Ri`)  
    LJ9^:U  
    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。 :A>cf}  
    qy"#XbBeV  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 ,..&j+m  
    eVS6#R]'m  
    d[J+):aW  
                                                                               82{Lx7pI  
    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: Pd6p)zj  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 2eK!<Gj  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 N[:;f^bH49  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 vvwNJyU-  
    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。 +iY.YV  
    QX-%<@  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     Yj;KKgk  
    EBc_RpC/Z  
    实衍射透镜的参数设置 gMS-mkZ  
    ux:czZqy  
     @i U@JE`C  
    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。 pUi|&F K">  
    *mwHuGbZed  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 a\;Vly;  
    {}RE;5n\['  
    可用结构的高度计算(TEA) 9$U@h7|Q`  
    Z<jio  
                                           2O;Lw@W  
    衍射曲面高度结构定义为： lV924mh  
    )IQ5Qu  
                                                                                   $De14  
    M uz+j.0  
    可选参数-分层水平                                                                                 j=c=Pe"?u  
    EC#4"bU`'2  
     $$'a  
    0oR'"Vo  
    总结：真实衍射透镜计算方法 RgTm^?Ex  
    k_ d)  
    q+<<Ku(20  
                                                                             ^<u9I5?  
    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： bzj9U>eY  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 QEtf-xNn^  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 'OEh'\d+x  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 {9mXJu$cc  
    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。 n{Ce%gy  
     [te9ui%JS  
     
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