案例505（1.0）
工具箱：基本工具箱
1. 概述
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；
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；
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。
2. 仿真過程
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；
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。
光路圖：
3. 將圓錐光學(xué)界面轉(zhuǎn)換成一個(gè)二元衍射界面
1) 菲涅爾區(qū)域設(shè)置
在VirtualLab Fusion中是使用薄元近似（TEA）來模擬菲涅爾衍射透鏡的；
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）。
2) 高度級(jí)次離散設(shè)置
離散高度級(jí)次數(shù)設(shè)置為2；
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。
3) 像素設(shè)置
像素尺寸取決于加工制造。此處設(shè)置為9um。
4. 傳輸算法采樣設(shè)置
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；
5. 結(jié)果
1) 最終的光路圖保“Scenario_505_Design_&_Analysis_of_Diffractive_Lens__Resulting_Diffractive_Lens.lpd”中。
衍射透鏡后的相位分布，相位差為π。
2) 點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)（PSF）
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。
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。
|
