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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 前天 08:38
    摘要 5;XC!Gz  
    uU)t_W&-J  
    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。 MGF !ZZ\  
    Z?eTjkNS#  
    在哪里可以找到组件?       fz|*Plv  
    P'Y(f!%  
                 <#:iltO  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           sccLP_#Z  
    %bP+P(vZ  
    波前相位响应 dzIBdth  
    OAkqPG&w  
     TIp\-  
                                                                                 lz`\Q6rZ  
    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。 Aa9l-:R  
    E/H9#  
    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)。 ()|e xWW  
    <2(X?,N5BD  
     \l=A2i7TQ  
    （来自VirtualLab Fusion手册） iYLg[J"  
                                                                                     eYv^cbO@:  
    理想衍射透镜的参数设置 !S<p"   
    ) P7oL.)  
                                                         w_U#z(W3l  
    I]HYqI  
    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。 Ls2,+yo]>  
    :30daKo  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 !IJ YaQ6z  
    <RxxGD  
    z/j*zU `  
                                                                               i{}m 8K)  
    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: HxR5&o  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 67/@J)z0%  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 f:8!@,I  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 c*owP  
    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。 R UCUEo63  
    qi@Nz=t#HJ  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     &LV'"2ng8  
    xRZ K&vkKE  
    实衍射透镜的参数设置 \ $TM=Ykj  
    xz`0V}dPl  
      =glG |  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 ]Y,V)41gCE  
    #}1yBxB<=  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 .5HD i-  
    1&h\\&ic  
    可用结构的高度计算(TEA) ke6,&s%{j  
    tv-SX=T  
                                           Z2;~{$&M+  
    衍射曲面高度结构定义为： `m V(:  
    Eb,M+c?  
                                                                                   kJ* N`=  
    ht\_YiDg3  
    可选参数-分层水平                                                                                 3 JlM{N6+  
    6ZjUC1  
     YxnZ0MY  
    5-4  
    总结：真实衍射透镜计算方法 4{,!'NA  
    'QpDx&~QP  
    ,jnaa(n  
                                                                             _+}o/449  
    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： {#=o4~u%;H  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 fG?a"6~  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 KsTE)@ F:  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 55b/giX  
    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。 $U&p&pgH=W  
     uv$utu>< *  
     
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