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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 G11.6]?Gg  
    q'@Ei4  
    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。 i9k]Q(o  
    y$V)^-U>fw  
    在哪里可以找到组件?       U*"cf>dB(  
    zb}+ m#q  
                 lA-!~SM v"  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           - :z5m+  
    Ilu`b|%D  
    波前相位响应 )pn7DIXG  
    nYt\e]3  
     slvs oN@  
                                                                                 0W%}z}/ N  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。  I4f  
    _s-HlE?C  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 #Y>%Dr&  
    uPC qO+f  
     BRXb<M^;_  
    （来自VirtualLab Fusion手册） Bd~cY/M  
                                                                                     OK?3,<x  
    理想衍射透镜的参数设置 nf.:5I.  
    Y\Qxdq  
                                                         Dq%r !)  
    ^lc}FN  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。  QXxLe*  
    Q] yT  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 lH@E%  
    _Z66[T+M  
    !:O/|.+Vmf  
                                                                               f,HzrHax  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: m9<%v0r  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 }8F$& AFt  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 H(G^O&ppdB  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 n &\'Hm  
    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。 E?gu(\an@  
    l^UJes!  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     1'v!9  
    ZG/8Ds  
    实衍射透镜的参数设置 IgiF,{KE,  
    ')u5l  
     ]O7.ss/2  
    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。 m,gy9$  
    60aKT:KLC_  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 /#qs(! d  
    bxhg*A  
    可用结构的高度计算(TEA) f*T)*R_  
    B=gsd0^]  
                                           42J';\)oP  
    衍射曲面高度结构定义为： gF,[u  
    Vy% :\p+  
                                                                                   v :+8U[x  
    s@ 2 0#D  
    可选参数-分层水平                                                                                 xjK_zO*dLq  
    si^4<$Nr%j  
     ;N$0)2w  
    1] %W\RHxo  
    总结：真实衍射透镜计算方法 ?bt`fzX{l  
    q M_/  
    ||=[kjG~  
                                                                             Q$fRi[/L  
    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： .@i0U  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 G !1~i*P$u  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 AvrL9D  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 ~3'RW0  
    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。 9QH9gdiw  
     gv#c~cX]  
     
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