案例505(1.0) 'l'
X^LMD L8:]`MQ0 工具箱:基本工具箱 3|~(?4aE Bn1L?>G wrQydI 1. 概述 mX@j 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; 3V/_I<y 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; &gWMl`3^*! 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。 Yz2{LW[K U6juS/ 2. 仿真過(guò)程 :'d76pM- 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; _b0S 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。 d<^_w!4X} 光路圖: p;qRm}
0} (Bt;DM#> QT1:>k 3. 將圓錐光學(xué)界面轉(zhuǎn)換成一個(gè)二元衍射界面 ~>#LOT ` yX7CN5vVl 1) 菲涅爾區(qū)域設(shè)置
V<i<0E 5ys#L&q'Z N 8:"&WM 在VirtualLab Fusion中是使用薄元近似(TEA)來(lái)模擬菲涅爾衍射透鏡的;
n2n00%Wu[ 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)。
[i(Cl} v9E+(4I9_ 2) 高度級(jí)次離散設(shè)置
k40Ep(M} v#<\:|XAg MV0<^/p| 離散高度級(jí)次數(shù)設(shè)置為2;
z}>4,d 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。
e1%rVQ(v ;JOD!| 3) 像素設(shè)置
t/JOERw W[R]^2QAG 像素尺寸取決于加工制造。此處設(shè)置為9um。
cP*c(k~N !~K=#"T 4. 傳輸算法采樣設(shè)置
%<aImR] ?_VRfeztw a?zR8$t| 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;
2;~KL-h0TK $Q8P@L)[ 5. 結(jié)果 '"`
Lv/ lir&e
9I+ 1) 最終的光路圖!癝cenario_505_Design_&_Analysis_of_Diffractive_Lens__Resulting_Diffractive_Lens.lpd”中。
x8 f6, =LXvlt'Q34 cJP'ShnCh 衍射透鏡后的相位分布,相位差為π。
0SJ{@* 2) 點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)(PSF)
_/|8%]) 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。
`Uzs+k-] 3hc#FmLr2b 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。
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