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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 `oGL==  
    0GP\*Y8  
    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。 z,q1TU9  
    Q"=$.M~  
    在哪里可以找到组件?       Sk|DVV $  
    SK G!DKQ  
                 ;7w4BJcq']  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           <WRrB `nO  
    }D\i1/Y  
    波前相位响应 Bi$nYV)-l  
    y ZR\(\?<  
     86 <[!ZM  
                                                                                 &'d3Yt  
    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。 AI\|8[kf0  
    m6^n8%  
    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)。 .sR=Mf7T  
    ;ro%Wjg`}  
     A~MIFr/8  
    （来自VirtualLab Fusion手册） 1a>TJdoa  
                                                                                     b'$fr6"O1  
    理想衍射透镜的参数设置 r\DA&b  
    ~Ddlr9Ej  
                                                         |v31weD8  
    ( !=^(Nd  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 ?A`8c R=)I  
    l0-zu6i w  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 h k.Zn.6A'  
    \:@yfI@  
    -N~eb^3[c  
                                                                               }10ZPaHjl+  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: {Jn*{5tZ>  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 ZI/Ia$O  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 n+9rx]W,  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 4%9 +="  
    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。 >0Gdxj]\  
    I` +%ab  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     UG:S!w'  
    m6 @,J?X  
    实衍射透镜的参数设置 ~rICPR  
    +(l(|lQy$  
     k;c>=B)e  
    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。 Os>^z@x  
    1}Mdo&:t  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 " }oH3L  
    gyf9D]W  
    可用结构的高度计算(TEA) ]mSkjKw  
    +4]31d&3  
                                           Z.rR)  
    衍射曲面高度结构定义为： .R5(k'g?  
    KKJ)BG?qZ  
                                                                                   `@)>5gW&p  
    {RPZq2Tpc  
    可选参数-分层水平                                                                                 0AWOdd>.  
    xR`M#d5"  
     ywj'S7~A  
    czu?]9;^ Z  
    总结：真实衍射透镜计算方法 O/1:2G/`  
    d:SLyFD$q  
    ;r.0=Uo9]  
                                                                             "nQ&~KQ  
    用傅里叶模态法/严格耦合波分析(FMM/RCWA)或薄元近似(TEA)的局部线性光栅近似(LLGA)来计算真实的衍射透镜表面。其步骤是： bHf> EU  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 2=V~n)'a  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 3tu:Vc.:M  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 "B3&v%b  
    4. 对于真实的衍射透镜，VirtualLab Fusion会自动在FMM/RCWA和TEA之间进行选择。如果本地光栅周期大于波长的5倍，则使用TEA。否则，将使用FMM/RCWA对实际结构进行建模。 Q$XNs%7w5,  
     bji^b@ us_  
     
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