衍射透鏡設(shè)計的案例
[NEWSLETTER] VirtualLab：醫(yī)用衍射透鏡
混合透鏡結(jié)合了經(jīng)典折射元件和衍射結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，因此在不同光學(xué)應(yīng)用中成為一種很有前景的方法，例如用于治療白內(nèi)障的人工晶狀體植入。特別是，折射率和衍射表面的相反色散符號使色差的校正成為可能。
為了精確地建模和設(shè)計這種混合元件，有必要通過系統(tǒng)對衍射效應(yīng)進行深入分析。這包括評估實際結(jié)構(gòu)的衍射效率與點擴散函數(shù)(PSF)的快速精確計算相結(jié)合。VirtualLab Fusion在單一平臺上高度靈活的可互操作建模技術(shù)方法是實現(xiàn)經(jīng)典透鏡精確快速建模和衍射透鏡不同級次衍射效率計算的關(guān)鍵。
為了說明該軟件在這方面的能力，在實例中分析了所設(shè)計混合透鏡的近場和遠場視圖。此外，為了進一步優(yōu)化光學(xué)函數(shù)，還研究了改變二元元件高度對衍射效率的影響。為了評估產(chǎn)生的PSF類似于人眼的感知，使用了光度量，如光照度和光通量，這可以很容易在VirtualLab靈活探測器概念的幫助下設(shè)定。
眼內(nèi)衍射透鏡的設(shè)計與分析
我們展示了如何從Zemax OpticStudio?導(dǎo)入一個眼內(nèi)衍射透鏡設(shè)計到VirtualLab Fusion中，用實際的二元結(jié)構(gòu)對其進行建模，并優(yōu)化結(jié)構(gòu)高度以獲得更好的性能。
通用探測器
本用例介紹了通用探測器，它允許在VirtualLab Fusion中評估和輸出電磁場的任何信息。此外，通過使用非常靈活的內(nèi)置或定制附加組件，它可以進一步評估入射光的信息，以計算任何物理量，例如輻射度量或光度量。
展開 VirtualLab：醫(yī)用衍射透鏡
混合透鏡結(jié)合了經(jīng)典折射元件和衍射結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，因此在不同光學(xué)應(yīng)用中成為一種很有前景的方法，例如用于治療白內(nèi)障的人工晶狀體植入。特別是，折射率和衍射表面的相反色散符號使色差的校正成為可能。
為了精確地建模和設(shè)計這種混合元件，有必要通過系統(tǒng)對衍射效應(yīng)進行深入分析。這包括評估實際結(jié)構(gòu)的衍射效率與點擴散函數(shù)(PSF)的快速精確計算相結(jié)合。VirtualLab Fusion在單一平臺上高度靈活的可互操作建模技術(shù)方法是實現(xiàn)經(jīng)典透鏡精確快速建模和衍射透鏡不同級次衍射效率計算的關(guān)鍵。
為了說明該軟件在這方面的能力，在實例中分析了所設(shè)計混合透鏡的近場和遠場視圖。此外，為了進一步優(yōu)化光學(xué)函數(shù)，還研究了改變二元元件高度對衍射效率的影響。為了評估產(chǎn)生的PSF類似于人眼的感知，使用了光度量，如光照度和光通量，這可以很容易在VirtualLab靈活探測器概念的幫助下設(shè)定。
眼內(nèi)衍射透鏡的設(shè)計與分析
我們展示了如何從Zemax OpticStudio?導(dǎo)入一個眼內(nèi)衍射透鏡設(shè)計到VirtualLab Fusion中，用實際的二元結(jié)構(gòu)對其進行建模，并優(yōu)化結(jié)構(gòu)高度以獲得更好的性能。
通用探測器
本用例介紹了通用探測器，它允許在VirtualLab Fusion中評估和輸出電磁場的任何信息。此外，通過使用非常靈活的內(nèi)置或定制附加組件，它可以進一步評估入射光的信息，以計算任何物理量，例如輻射度量或光度量。
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混合透鏡結(jié)合了經(jīng)典折射元件和衍射結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，因此在不同光學(xué)應(yīng)用中成為一種很有前景的方法，例如用于治療白內(nèi)障的人工晶狀體植入。特別是，折射率和衍射表面的相反色散符號使色差的校正成為可能。
為了精確地建模和設(shè)計這種混合元件，有必要通過系統(tǒng)對衍射效應(yīng)進行深入分析。這包括評估實際結(jié)構(gòu)的衍射效率與點擴散函數(shù)(PSF)的快速精確計算相結(jié)合。VirtualLab Fusion在單一平臺上高度靈活的可互操作建模技術(shù)方法是實現(xiàn)經(jīng)典透鏡精確快速建模和衍射透鏡不同級次衍射效率計算的關(guān)鍵。
為了說明該軟件在這方面的能力，在實例中分析了所設(shè)計混合透鏡的近場和遠場視圖。此外，為了進一步優(yōu)化光學(xué)函數(shù)，還研究了改變二元元件高度對衍射效率的影響。為了評估產(chǎn)生的PSF類似于人眼的感知，使用了光度量，如光照度和光通量，這可以很容易在VirtualLab靈活探測器概念的幫助下設(shè)定。
眼內(nèi)衍射透鏡的設(shè)計與分析
我們展示了如何從Zemax OpticStudio?導(dǎo)入一個眼內(nèi)衍射透鏡設(shè)計到VirtualLab Fusion中，用實際的二元結(jié)構(gòu)對其進行建模，并優(yōu)化結(jié)構(gòu)高度以獲得更好的性能。
通用探測器
本用例介紹了通用探測器，它允許在VirtualLab Fusion中評估和輸出電磁場的任何信息。此外，通過使用非常靈活的內(nèi)置或定制附加組件，它可以進一步評估入射光的信息，以計算任何物理量，例如輻射度量或光度量。
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展開 人工衍射透鏡的設(shè)計與分析
衍射式人工晶體的優(yōu)點之一是為患者提供了良好的遠近視力。這樣的鏡頭通常使用如Zemax OpticStudio的Binary 2表面設(shè)計。在這個例子中，我們演示了如何將初始設(shè)計導(dǎo)入到VirtualLab Fusion中，并考慮用實際二元結(jié)構(gòu)的情況下對透鏡系統(tǒng)建模。通過改變二元結(jié)構(gòu)的高度，進一步研究了衍射透鏡的性能。
衍射透鏡的設(shè)計任務(wù) 從OpticStudio導(dǎo)入光學(xué)系統(tǒng)
遠場：OpticStudio導(dǎo)入的一致性
近場：OpticStudio導(dǎo)入的一致性
結(jié)構(gòu)設(shè)計：衍射透鏡剖面高度
結(jié)構(gòu)設(shè)計：衍射透鏡剖面高度
? 由于是二元衍射透鏡，選擇了具有2個高度階的量化結(jié)構(gòu)- 有利于制造(成本低，容易制造)- 使用高度調(diào)制的方法能夠更好地控制效率，特別對于0級和1級。 結(jié)構(gòu)設(shè)計：高度調(diào)制為1.00 結(jié)構(gòu)設(shè)計：高度調(diào)制為0.95
結(jié)構(gòu)設(shè)計：高度調(diào)制為0.90
結(jié)構(gòu)設(shè)計：尋找最佳比例因子
結(jié)構(gòu)設(shè)計：最優(yōu)高度調(diào)制為0.605
從近場到遠場焦斑演化的圖解
走進VirtualLab Fusion
VirtualLab Fusion的工作流程? 從Zemax OpticStudio?導(dǎo)入透鏡系統(tǒng)- 從Zemax導(dǎo)入光學(xué)系統(tǒng) [用例] ? 衍射透鏡的配置? 參數(shù)掃描的配置- 參數(shù)掃描文件的使用 [用例] VirtualLab Fusion技術(shù)
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人工衍射透鏡的設(shè)計與分析
衍射式人工晶體的優(yōu)點之一是為患者提供了良好的遠近視力。這樣的鏡頭通常使用如Zemax OpticStudio的Binary 2表面設(shè)計。在這個例子中，我們演示了如何將初始設(shè)計導(dǎo)入到VirtualLab Fusion中，并考慮用實際二元結(jié)構(gòu)的情況下對透鏡系統(tǒng)建模。通過改變二元結(jié)構(gòu)的高度，進一步研究了衍射透鏡的性能。
衍射透鏡的設(shè)計任務(wù)
從OpticStudio導(dǎo)入光學(xué)系統(tǒng)
遠場：OpticStudio導(dǎo)入的一致性
近場：OpticStudio導(dǎo)入的一致性
結(jié)構(gòu)設(shè)計：衍射透鏡剖面高度
結(jié)構(gòu)設(shè)計：衍射透鏡剖面高度
? 由于是二元衍射透鏡，選擇了具有2個高度階的量化結(jié)構(gòu)
- 有利于制造(成本低，容易制造)
- 使用高度調(diào)制的方法能夠更好地控制效率，特別對于0級和1級。
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衍射式人工晶體的優(yōu)點之一是為患者提供了良好的遠近視力。這樣的鏡頭通常使用如Zemax OpticStudio的Binary 2表面設(shè)計。在這個例子中，我們演示了如何將初始設(shè)計導(dǎo)入到VirtualLab Fusion中，并考慮用實際二元結(jié)構(gòu)的情況下對透鏡系統(tǒng)建模。通過改變二元結(jié)構(gòu)的高度，進一步研究了衍射透鏡的性能。
衍射透鏡的設(shè)計任務(wù)
從OpticStudio導(dǎo)入光學(xué)系統(tǒng)
遠場：OpticStudio導(dǎo)入的一致性
近場：OpticStudio導(dǎo)入的一致性
結(jié)構(gòu)設(shè)計：衍射透鏡剖面高度
結(jié)構(gòu)設(shè)計：衍射透鏡剖面高度
? 由于是二元衍射透鏡，選擇了具有2個高度階的量化結(jié)構(gòu)
- 有利于制造(成本低，容易制造)
- 使用高度調(diào)制的方法能夠更好地控制效率，特別對于0級和1級。
展開 眼內(nèi)衍射透鏡的設(shè)計與分析
摘要 如今，多焦點眼內(nèi)透鏡移植已廣泛用于白內(nèi)障的治療。作為其優(yōu)勢特點之一，衍射眼內(nèi)透鏡為病患提供了很好的遠近景性能。這種透鏡經(jīng)常在Zemax OpticStudio 中采用binary2面型進行設(shè)計。在本示例中，我們闡述了如何將初始設(shè)計導(dǎo)入VirtualLab Fusion，并利用實際的二元結(jié)構(gòu)對透鏡系統(tǒng)建模。通過改變二元結(jié)構(gòu)的高度，進一步研究了衍射透鏡的性能。
2. 衍射透鏡的設(shè)計目標(biāo)
3. 由OpticStudio導(dǎo)入光學(xué)系統(tǒng)
4. 遠景：OpticStudio導(dǎo)入的一致性
5. 近景：OpticStudio導(dǎo)入的一致性
6. 結(jié)構(gòu)設(shè)計：衍射元件輪廓高度
7. 結(jié)構(gòu)設(shè)計：高度調(diào)制1.00
8. 結(jié)構(gòu)設(shè)計：高度調(diào)制0.95
9. 結(jié)構(gòu)設(shè)計：高度調(diào)制0.9
10. 結(jié)構(gòu)設(shè)計：尋找最優(yōu)化比例因子
11. 結(jié)構(gòu)設(shè)計：優(yōu)化高度調(diào)制0.605
12. 有近景到遠景聚焦變化說明
13. VirtualLab Fusion 一瞥
14. ：VirtualLab Fusion中的工作流? 由Zemax文件載入不同的透鏡- 由Zemax導(dǎo)入光學(xué)系統(tǒng)[Use Case]? 配置衍射透鏡? 配置參與運行- 參數(shù)運行文檔的使用
15. VirtualLab Fusion 技術(shù)
16. 文件信息
展開 衍射透鏡設(shè)計激光光束整形器 | SYNOPSYS 光學(xué)設(shè)計軟件第75課
wx_fmt=png&from=appmsg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1" alt="圖片" width="429"></p><p class="ql-align-justify"><br></p><p class="ql-align-justify"><span style="color: rgb(51, 51, 51);">所以它像一個具有不均勻間距的圓形衍射光柵.因為它以布拉格角衍射，所以它的衍射效率很高。</span></p><p class="ql-align-justify"><br></p><p class="ql-align-center"><strong style="color: rgb(51, 51, 51);">2.1設(shè)計要求</strong></p><p class="ql-align-center"><br></p><p class="ql-align-justify"><span style="color: rgb(51, 51, 51);">下面是一個衍射透鏡設(shè)計激光光束整形器的指標(biāo)：</span></p><p class="ql-align-justify"><span style="color: rgb(51, 51, 51);">將最細直徑為0.35 mm的氦氖激光束擴展成變動范圍在10%以內(nèi)的直徑為 10 mm 的均勻激光束。只使用兩個元件, 每個的一側(cè)都有一個 DOE。
展開 VirtualLab Fusion：眼內(nèi)衍射透鏡的設(shè)計與分析
衍射透鏡組件
眼內(nèi)衍射透鏡由 Diffractive Lens 組件建模，該組件允許定義特定的波前相位響應(yīng)，然后也可以在具有高度輪廓的真實結(jié)構(gòu)中進行轉(zhuǎn)換。
然后，通過Local Linear Grating Approximation（LLGA）對實際衍射透鏡的傳播進行建模。更多信息，請參閱Diffractive Lens Component。
鑒于篇幅，全文內(nèi)容閱讀原文（左下角）下載：眼內(nèi)衍射透鏡的設(shè)計與分析.docx
眼內(nèi)衍射透鏡
眼內(nèi)衍射透鏡的設(shè)計與分析
衍射光學(xué)已成為多領(lǐng)域不可或缺的技術(shù)之一，尤其在當(dāng)今醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用。眼內(nèi)衍射透鏡就是一個典型的應(yīng)用實例，其植入眼內(nèi)以治療白內(nèi)障或近視。衍射透鏡與原始人眼結(jié)構(gòu)一起，構(gòu)成了一個混合透鏡系統(tǒng)。利用VirtualLab Fusion，我們展示了如何建模和設(shè)計這類系統(tǒng)，具體示范了如何支持從ZemaxOpticStudio?導(dǎo)入Binary 2曲面的工作流程。
VirtualLab Fusion：混合目鏡模型中理想衍射透鏡的色差校正
摘要
具有折射和衍射曲面的混合透鏡在不同的應(yīng)用中成為一種很有前景的解決方案。在這里，我們將演示一個混合目鏡的案例，其中一個衍射透鏡表面被用來校正色差。原始設(shè)計取自Zemax OpticalStudio?，并導(dǎo)入VirtualLab Fusion以供進一步研究。在這種情況下，衍射透鏡表面的模型是由衍射級次、每個級次的衍射效率和波前相位響應(yīng)定義的理想曲面。
設(shè)計和建模任務(wù)
導(dǎo)入的鏡頭文件
原始設(shè)計來自ZemaxOpticStudio?，并導(dǎo)入到VirtualLab Fusion中。
更多信息： 從ZemaxOpticStuidio?導(dǎo)入光學(xué)系統(tǒng)
理想衍射透鏡的參數(shù)設(shè)置
衍射透鏡的期望光學(xué)功能被定義為波前相位響應(yīng)，它可以在通道操作選項卡中設(shè)置，或從OpticStudio的二進制曲面導(dǎo)入。
對于理想的衍射透鏡，必須定義所考慮的衍射級次及其效率。
更多信息在：衍射透鏡元件
總結(jié)——元件
軸上情況：折射鏡頭
軸上情況：理想衍射透鏡
離軸情況：折射鏡頭
離軸情況：理想衍射透鏡
VirtualLab Fusion技術(shù)
文檔信息
拓展閱讀
- 眼內(nèi)衍射透鏡的設(shè)計與分析
- 衍射透鏡元件
- 從Zemax Optical Studio?導(dǎo)入光學(xué)系統(tǒng)
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衍射透鏡的設(shè)計和分析
? 衍射透鏡后的相位分布，相位差為π。
2) 點擴散函數(shù)（PSF）
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。
3) 調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）
使用調(diào)制傳遞函數(shù)探測器可以進行MTF的計算。
6. 結(jié)論
? 本例演示了如何將一個折射透鏡轉(zhuǎn)換成一個焦距相同的二元衍射透鏡；
? 計算了衍射透鏡的PSF和MTF；
? 由于離散高度級次產(chǎn)生的雜散光和高階sinc級次。
眼內(nèi)衍射透鏡的設(shè)計與分析
如今，多焦點眼內(nèi)透鏡移植已廣泛用于白內(nèi)障的治療。作為其優(yōu)勢特點之一，衍射眼內(nèi)透鏡為病患提供了很好的遠近景性能。這種透鏡經(jīng)常在Zemax OpticStudio 中采用binary2面型進行設(shè)計。在本示例中，我們闡述了如何將初始設(shè)計導(dǎo)入VirtualLab Fusion，并利用實際的二元結(jié)構(gòu)對透鏡系統(tǒng)建模。通過改變二元結(jié)構(gòu)的高度，進一步研究了衍射透鏡的性能。
1. 摘要
眼內(nèi)衍射透鏡的設(shè)計與分析
設(shè)計任務(wù)
多焦點眼內(nèi)人工晶體植入術(shù)目前被廣泛應(yīng)用于治療白內(nèi)障。多焦點眼內(nèi)透鏡的優(yōu)點之一是能為患者提供良好的遠近視力。在本示例中，我們演示了如何將初始設(shè)計導(dǎo)入 VirtualLabFusion，并在考慮實際二元結(jié)構(gòu)的情況下對晶狀體系統(tǒng)進行建模。通過改變二元結(jié)構(gòu)的高度，我們進一步研究了衍射透鏡的性能。
5.
探測器
4.
自由空間傳播
3.
眼內(nèi)衍射透鏡
2.
人眼角膜和瞳孔
1.
光源
光在系統(tǒng)中傳播時會遇到不同的組件并與之相互作用。我們需要一個合適而靈活的模型，在精確度和速度之間為系統(tǒng)中的每一個元素提供良好的折衷：
建模技術(shù)的單平臺的交互性
模擬與設(shè)置： 單一平臺的交互性
然后，通過Local Linear Grating Approximation（LLGA）對實際衍射透鏡的傳播進行建模。更多信息，請參閱Diffractive Lens Component。
眼內(nèi)衍射透鏡由 Diffractive Lens 組件建模，該組件允許定義特定的波前相位響應(yīng)，然后也可以在具有高度輪廓的真實結(jié)構(gòu)中進行轉(zhuǎn)換。
展開 人工衍射透鏡的設(shè)計與分析
衍射式人工晶體的優(yōu)點之一是為患者提供了良好的遠近視力。這樣的鏡頭通常使用如Zemax OpticStudio的Binary 2表面設(shè)計。在這個例子中，我們演示了如何將初始設(shè)計導(dǎo)入到VirtualLab Fusion中，并考慮用實際二元結(jié)構(gòu)的情況下對透鏡系統(tǒng)建模。通過改變二元結(jié)構(gòu)的高度，進一步研究了衍射透鏡的性能。
摘要
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