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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 (A.%q1h  
    F-MN%WD~  
    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。 ekB!d  
    F1skI _!  
    在哪里可以找到组件?       iV8j(HV  
    tx=~bm"*?  
                 joa|5v'  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           ,z6&k   
    1b)^5U ;  
    波前相位响应 Z-(Vfp4  
    7r=BGoA2E  
     `'BvUTDyZ  
                                                                                 %T3L-{s5  
    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。 ,U_p6 TV5  
    pgK)  
    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)。 mz\d>0F U.  
    :-x F=Y(;  
     Go>_4)jy  
    （来自VirtualLab Fusion手册） VH3 j  
                                                                                     K8 Y/sHl  
    理想衍射透镜的参数设置 !^ko"^p  
    8 Zy`Z  
                                                         D'y/ pv}!  
    5;=,BWU  
    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。 Y }*[Krw  
    F?]nPb|  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 tWkD@w`Lnn  
    [ F id  
    HbWl:yU  
                                                                               $j(2M?.>#  
    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: +(d\`{A  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 jBexEdH  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 " $5J7  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 +'qzk>B  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 m09 Bds  
    f]F]wg\_f  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     uVJ;1H!  
    g`)2I+L7  
    实衍射透镜的参数设置 sMh3IL9(*  
    ^J0*]k%   
     !2oe;q2X[G  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 "T4Z#t  
    kJP fL s  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 '\ec ,&4Z  
    L5C4#X  
    可用结构的高度计算(TEA) W2Y%PD9a  
    /M>8ad  
                                           o ~"?K2@T  
    衍射曲面高度结构定义为： 6yZfV7I  
    xmz83Ll9  
                                                                                   Yv!%Is  
    NNC@?A7  
    可选参数-分层水平                                                                                 mVGQyX  
    ^` N+mlh  
     n m4+$GW   
    D6!`p6r+  
    总结：真实衍射透镜计算方法 [4,=%ez  
    eaQ)r?M  
    aL@myq.  
                                                                             pv%UsbY  
    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： :AYp{"{  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 +o)o4l%3  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 l v]TE"  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 X-Y:)UT  
    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。 `mV&[`NZ  
     R.Xh&@f`  
     
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