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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 倒序阅读 楼主  发表于: 04-29
    摘要 f&+XPd %  
    Q|6Ls$'$  
    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。 PjiNu.>2(  
    >2 FAi.,  
    在哪里可以找到组件?       G*8+h  
    BYkVg2D(  
                 Qd 9-u)L<  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           m*Q[lr=  
    BLWA!-  
    波前相位响应 .G7]&5s  
    +R3\cRM  
     !5yRWMO9X~  
                                                                                 dcV,_  
    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。 'Wo?%n  
    \9[NH/.Z{  
    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)。 j;$6F/g  
    3P%w-qT!N  
     z" b/osV  
    （来自VirtualLab Fusion手册） '-$))AdD  
                                                                                     -lJx%9>  
    理想衍射透镜的参数设置 ^.ZSpc}<  
    u=_bM2;~Z  
                                                         /k4^&  
    $.suu^>^w  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 ] P:NnKgK  
    ~0' _K1(H  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 b#?ai3E  
    L:|X/c9r[  
    h(+m<J  
                                                                               c4!c_a2pS  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: ,yB?~  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 {<''OwQF~+  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 Uxj<x`<1x  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 lp37irI:  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 j]@ x Q,y  
    a2(D!_dZR  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     D:ql^{~  
    glOqft&>`  
    实衍射透镜的参数设置 35]j;8N:  
    IS5.i95m  
     -z>Z0viA  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 k"3Z@Px:  
    UY}9  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 _G-b L;  
    K4h-4Qbn  
    可用结构的高度计算(TEA) FOlA* U4U  
    Allt]P>  
                                           pQ[o3p!&9  
    衍射曲面高度结构定义为： Tb!B!m  
    ^cKv JSY  
                                                                                   zezofW]a  
    [t "_}t=w  
    可选参数-分层水平                                                                                 A9fjMnw  
    {LMS~nx  
     Hz!U_?  
    I9Edw]  
    总结：真实衍射透镜计算方法 v ,G-k2$Qe  
    laD.or  
    ;S{Ld1;  
                                                                             K 8yyxJ  
    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： ;*j6d3E  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 k Nf!j  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 :Z*02JwK  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 D 7;~x]*  
    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。 O_ s9  
     kw}ISXz v  
     
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