[推薦]VirtualLab實(shí)例_衍射透鏡的設(shè)計(jì)和分析 [復(fù)制鏈接]

案例505（1.0） 9?W!E_  
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工具箱：基本工具箱 {Aq2}sRl{  
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1. 概述 ,Hq*zc
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 文件Scenario_505_Design_&_Analysis_of_Diffractive_Lnes_Original_Lnes.lpd 包含了一個(gè)經(jīng)典的焦距為100mm的平凸折射透鏡； nz-( 8{ae  
 折射透鏡的圓錐界面（凸面）可以轉(zhuǎn)換成二元界面以保證焦距不變； \ k&(D*u  
 通過(guò)在圓錐光學(xué)界面的編輯窗口下的”Height Discontinuities”標(biāo)簽下進(jìn)行設(shè)置以完成界面轉(zhuǎn)換，如何設(shè)置將會(huì)再下文中提到。 oMdqg4HUF  
QxUsdF?p  
2. 仿真過(guò)程 W[ZW=c  
 此案例介紹了如何將一個(gè)折射透鏡轉(zhuǎn)換成具有同樣焦距的二元衍射透鏡； DX|yL!4[  
 此外，還介紹了在VirtualLab如何使用雙界面元件（DIC）以更好的來(lái)模擬像素化光學(xué)界面元件。 *Y"j 0Yob  
 光路圖： cow]qe6K  
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Hr.7 w  
3. 將圓錐光學(xué)界面轉(zhuǎn)換成一個(gè)二元衍射界面 vdS)
EIt  
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1) 菲涅爾區(qū)域設(shè)置 ItLP&S=  
-XcX1_  
在VirtualLab Fusion中是使用薄元近似（TEA）來(lái)模擬菲涅爾衍射透鏡的； B`I9  
 在TEA中，菲涅爾高度hf必須對(duì)應(yīng)2的相位差，即hf=/(nsubstrate-nembedding)，其中為入射光的波長(zhǎng)，nsubstrate是入射透鏡的折射率，nembedding是透鏡所處環(huán)境的折射率，一般默認(rèn)為1（Air）。 @)h
rj2Jw  
2p6`@8*34  
2) 高度級(jí)次離散設(shè)置 J|Af`HJ  
j4C{yk  
 離散高度級(jí)次數(shù)設(shè)置為2； Lc0yLm  
 分層模式設(shè)置為Min-Max-Riser，以保證兩個(gè)高度級(jí)次之間的相位差為而不是2π。 *Y!c6eA  
W'0(0;+G/j  
3) 像素設(shè)置 Z3j
tq-y  
像素尺寸取決于加工制造。此處設(shè)置為9um。 uoX] #<1J  
~-dL
#;  
4. 傳輸算法采樣設(shè)置 +[2X@J  
J3;dRW  
為了準(zhǔn)確的模擬像素化的光學(xué)界面，通過(guò)二元界面的傳輸采樣間距必須是其界面像素尺寸的1/3，即為3um； 0SJ7Q
Ro|K  
LEM^8G]O  
5. 結(jié)果 \Gzo^w  
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1) 最終的光路圖�！癝cenario_505_Design_&_Analysis_of_Diffractive_Lens__Resulting_Diffractive_Lens.lpd”中。 >mWu+Nn:  
,vN0Jpf}\8  
衍射透鏡后的相位分布，相位差為π。 jT6zpi~]E  
2) 點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)（PSF） MZ/PXY  
對(duì)于平面波入射，焦平面上的光分布即是PSF。當(dāng)增加光視圖的亮度后，可以看到由于離散高度級(jí)次和像素導(dǎo)致的雜散光和高階sinc級(jí)次。 KR4vcI[4  
3) 調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）使用調(diào)制傳遞函數(shù)探測(cè)器可以進(jìn)行MTF的計(jì)算。6. 結(jié)論 本例演示了如何將一個(gè)折射透鏡轉(zhuǎn)換成一個(gè)焦距相同的二元衍射透鏡； 計(jì)算了衍射透鏡的PSF和MTF； 由于離散高度級(jí)次產(chǎn)生的雜散光和高階sinc級(jí)次。

好厲害