VirtualLab實(shí)例_衍射透鏡的設(shè)計(jì)和分析
案例505（1.0） }7P[%(T5
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工具箱：基本工具箱 !$!%era`
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1. 概述 NA`8 ^PZ
文件Scenario_505_Design_&_Analysis_of_Diffractive_Lnes_Original_Lnes.lpd 包含了一個(gè)經(jīng)典的焦距為100mm的平凸折射透鏡； W/CZ/Mc
折射透鏡的圓錐界面（凸面）可以轉(zhuǎn)換成二元界面以保證焦距不變； #JXXq%4
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通過在圓錐光學(xué)界面的編輯窗口下的”Height Discontinuities”標(biāo)簽下進(jìn)行設(shè)置以完成界面轉(zhuǎn)換，如何設(shè)置將會(huì)再下文中提到。 I:YgKs)[
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2. 仿真過程 N|ZGc{?
此案例介紹了如何將一個(gè)折射透鏡轉(zhuǎn)換成具有同樣焦距的二元衍射透鏡； HS\'{4 P
此外，還介紹了在VirtualLab如何使用雙界面元件（DIC）以更好的來模擬像素化光學(xué)界面元件。 U\ -.u3/
光路圖： L . }sN.
[attachment=69658] U}5]Vm$]
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3. 將圓錐光學(xué)界面轉(zhuǎn)換成一個(gè)二元衍射界面 {y%@1q%"
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1) 菲涅爾區(qū)域設(shè)置[attachment=69659] oJ/=&c
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在VirtualLab Fusion中是使用薄元近似（TEA）來模擬菲涅爾衍射透鏡的； 9>`dB
在TEA中，菲涅爾高度hf必須對應(yīng)2的相位差，即hf=/(nsubstrate-nembedding)，其中為入射光的波長，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）。 AE Elaq.B
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2) 高度級次離散設(shè)置[attachment=69660] |oe
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離散高度級次數(shù)設(shè)置為2； 3a=\$x@
分層模式設(shè)置為Min-Max-Riser，以保證兩個(gè)高度級次之間的相位差為而不是2π。 #YK3Ogb,
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3) 像素設(shè)置[attachment=69661] BlcsDB =ka
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像素尺寸取決于加工制造。此處設(shè)置為9um。 Z5EII[=$o
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4. 傳輸算法采樣設(shè)置[attachment=69662] }_@p`>|)rB
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為了準(zhǔn)確的模擬像素化的光學(xué)界面，通過二元界面的傳輸采樣間距必須是其界面像素尺寸的1/3，即為3um； Pt-O 1$C[
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5. 結(jié)果 -C!m#"PDW
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1) 最終的光路圖�！癝cenario_505_Design_&_Analysis_of_Diffractive_Lens__Resulting_Diffractive_Lens.lpd”中。[attachment=69663] 5l%g3F
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衍射透鏡后的相位分布，相位差為π。 2:e7'}\D.
2) 點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)（PSF） .0;\cv4}
對于平面波入射，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次和像素導(dǎo)致的雜散光和高階sinc級次。[attachment=69664] 'R42N3|F
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3) 調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）使用調(diào)制傳遞函數(shù)探測器可以進(jìn)行MTF的計(jì)算。 [attachment=69665] 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； 由于離散高度級次產(chǎn)生的雜散光和高階sinc級次。 %5@>
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