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    [技术]衍射透镜元件 [复制链接]

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    在线infotek
    科学家
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 04-29
    摘要 "_LqIW1   
    spm)X-[1  
    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。 9 Xl#$d5  
    4H,c;g=!  
    在哪里可以找到组件?       \-]tvgA~&  
    Xe_djy'8  
                 GTTEg{  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           (B$>o.(JA  
    EV Z1Z  
    波前相位响应 4G' E< ab  
    =H23eOS_#  
     _eq$C=3Ta  
                                                                                 k7rg:P  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 u6?9#L(  
    6'N_bNW  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 &v*4AZ['  
    6lg]5d2CD  
     _*?qOmf=  
    （来自VirtualLab Fusion手册） 1hCU"|VH:  
                                                                                     csLbzDg  
    理想衍射透镜的参数设置 HBvyX`-  
    BF2U$-k4  
                                                         u0arJU_.)  
    7]1a3Jk  
    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。 t bR  
    (M1YOK)I  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 gl`J(  
    t7u*j-YE  
    &}Wi@;G]2  
                                                                               <_t]?XHB[  
    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: k Qr  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 |;~2y>E  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 Or?c21un  
    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).Kq-  
    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。 ZAy/u@qt  
    q'+ARW48  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     E:/!]sm!  
    L>1y[ Q  
    实衍射透镜的参数设置 gI2'[OU  
    ^?(#%~NS  
     O.QR1  
    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。 e~(e&4pb  
    ;qUB[Kw  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 3b0|7@_E  
    z7:* ,X  
    可用结构的高度计算(TEA) vxk0@k_  
    2bw) , W  
                                           p6BDhT(RS  
    衍射曲面高度结构定义为： 0U*f"5F  
    c;"e&tW  
                                                                                   fa/o4S<  
    j} /).O  
    可选参数-分层水平                                                                                 <XDnAv0t  
    . 70=xH  
     hg0{x/Dgny  
    YuVlD/  
    总结：真实衍射透镜计算方法 ,:J[|9  
    ]R}(CaT1  
    )SZ#%OE*  
                                                                             _ {#K  
    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： %B#T"=Cx  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 Vq-Kl[-|  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 >jmHe^rH  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 XY? Cl  
    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。 0L32sF y  
     wL:7G  
     
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