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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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    光券
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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 04-29
    摘要 1~\YJEsb}d  
    |x*~PXb  
    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。 :f (UZmV$  
    Dd8*1,  
    在哪里可以找到组件?       dWV.5cViP  
    dc UaZfON  
                 _r+2o-ZR  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           7Pspx'u  
    .}gGtH,b3  
    波前相位响应 +[C(hhk("  
    V+My]9ki  
     |fX @o0H  
                                                                                 K?0f)@\nx  
    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。 ``?] 13XjK  
    dLl/V3C6t  
    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)。 `tKrTq>  
    9xL8 ];-  
     Z,AF^,H[  
    （来自VirtualLab Fusion手册） kBZnR$Cl  
                                                                                     v|Y:'5`V  
    理想衍射透镜的参数设置 |uT|(:i84,  
    QiBo]`)%  
                                                         >t_5( K4  
    ?B> { rj  
    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。 {RFpTh7f:  
    ?v8.3EE1\o  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 Sx{vZS3  
    W@<(WI3  
    @jb -u S  
                                                                               Wj0=cIb  
    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: E`68Z/%  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 ,h1 z8.wD|  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 ! h7?Ap  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 fLM5L_S}Y  
    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。 # +OEO  
    7,0^|P  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     .bcoH  
    H +Dv-*i  
    实衍射透镜的参数设置 +u+|9@  
    n.+%eYM<  
     z7B>7}i-  
    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。 9K~0:c  
    hgt@Mb   
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 kY d'6+m  
    N<&"_jzm  
    可用结构的高度计算(TEA) -|s w\Q  
    SMX70T!'9  
                                           FvX<(8'#a  
    衍射曲面高度结构定义为： _}8hE v  
    |C;8GSw>|F  
                                                                                   'T G43^  
    .!#0eAT  
    可选参数-分层水平                                                                                 VRe7Q0  
    }4'5R  
     [ 6+iR  
    &>Zm gz  
    总结：真实衍射透镜计算方法 Da.eVU;  
    b,vSE,&xP  
    SP}!v5.  
                                                                             \YXzq<7  
    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： SZVNu*G!H  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 +qN}oyL  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 b)+nNqY|  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 c~1+5&  
    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。 (i..7B:  
     9]u=b\fzZ  
     
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