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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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    光券
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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 04-29
    摘要 G6b\4}E  
    e/<Og\}P/  
    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。 ]+B#SIC;  
    Dab1^H!KT  
    在哪里可以找到组件?       &v^LxLt+s  
    ei8OLcw:x  
                 $iA`_H`W  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           zV }-_u.  
    v5 yOh5  
    波前相位响应 7QlA/iKqK  
    sc! e$@U  
     @edi6b1W  
                                                                                 t3 q0|S  
    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。 Iz#h:O  
    c!BiGw,;  
    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)。 hD>O LoO  
    U9KnW]O%"  
     @Ooh}V#J  
    （来自VirtualLab Fusion手册） Z=Oo%lM6B  
                                                                                     zA![c l>$  
    理想衍射透镜的参数设置 PQ2u R  
    dfo{ B/+  
                                                         $e! i4pM  
    \7}X^]UVx  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 LV&tu7c  
    Xa2QtJq  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 u=I>DEe@ c  
    L`ZH.fN  
    A}b<Lg  
                                                                               JeJc(e  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: uE>2 *u\  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 RkN a;j)t  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 1@H3!V4  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 |/g\N, ]  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 TZq']Z)#  
    _wg6}3  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     EY(@R2~#J  
    i%M2(8&^Q  
    实衍射透镜的参数设置 Rp)82- .  
    ztG_::QtG]  
     b0i]T?#  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 w*ig[{ I  
    5w`v 3o  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 h]<Ld9  
    EeKEw Sg  
    可用结构的高度计算(TEA) =@m|g )  
    n-dO |3,  
                                           ?0+D1w  
    衍射曲面高度结构定义为： CCX\"-C  
    ,|b<as@X  
                                                                                   :JSOj@s  
    _EOQ*K#=Ct  
    可选参数-分层水平                                                                                 D:llGdU#2  
    4.7ePbk[E  
     s} ,p>8  
    "!gd)^<e  
    总结：真实衍射透镜计算方法 PK u+$  
    UR?[ba_h   
    )[6H!y5  
                                                                             |-I[{"6q$@  
    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： l?B\TA^  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 '1=t{Rw  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 bzmT.!  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 j ij:}.d6  
    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。 &@A(8(%  
     5 %q26&  
     
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