該案例演示了一個(gè)雙焦透鏡的模擬,此雙焦透鏡為折衍混合透鏡,即由衍射面和透射面組成。在VirtualLab中,用戶可以通過(guò)可編程光學(xué)界面(programmable interface)來(lái)構(gòu)建微結(jié)構(gòu)光學(xué)透鏡表面。
關(guān)鍵詞:雙焦透鏡、可編程光學(xué)界面、代碼片段、折衍混合透鏡
所需工具箱:基本工具箱
相關(guān)教程:Scenario 16.02
模擬任務(wù):模擬平面波透過(guò)用戶自定義的折衍混合透鏡后在目標(biāo)平面上的光場(chǎng)分布。并沿光軸方向移動(dòng)目標(biāo)平面,測(cè)量中心點(diǎn)光強(qiáng),確定雙焦點(diǎn)位置。
透鏡的中心厚度為1 mm
透鏡的折射面為球面,其曲率半徑為10 mm
透鏡的衍射面表達(dá)式來(lái)自于工具書《Handbook of Optics》,在VirtualLab中通過(guò)可編程光學(xué)界面來(lái)實(shí)現(xiàn)。衍射面的3D視同如下圖所示
模擬結(jié)果
1. 焦距測(cè)量
光軸上的光強(qiáng)分布可以用來(lái)檢測(cè)焦點(diǎn)位置。光強(qiáng)越強(qiáng)說(shuō)明聚焦效果越好。參數(shù)遍歷(Parameter Run)文件“Scenario_16.01_Bifocal_Lens.run”中的變量為透鏡與光軸上測(cè)量點(diǎn)間的距離。以下圖示顯示了光軸上的光強(qiáng)分布,橫軸為測(cè)量點(diǎn)與透鏡間的距離。
通過(guò)上圖可以清晰地顯示出兩個(gè)焦點(diǎn)位置,焦距分別為9.39 mm和9.96 mm。
2. 光場(chǎng)分布
下圖顯示兩焦點(diǎn)位置以及兩焦點(diǎn)之間某位置上目標(biāo)平面上的光場(chǎng)分布。
焦點(diǎn)一處光場(chǎng)分布 焦點(diǎn)一與焦點(diǎn)二之間某處光場(chǎng)分布 焦點(diǎn)二處光場(chǎng)分布
結(jié)論
1.VirtualLab可以模擬折衍混合透鏡
2.衍射面可以通過(guò)可編程光學(xué)界面(Programmable interface)實(shí)現(xiàn)。
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