衍射光學(xué)元件
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2025-11-11
衍射光學(xué)元件的視頻教程
MCGrating 光柵設(shè)計(jì)軟件
包含衍射光柵、結(jié)構(gòu)、衍射光學(xué)元件、光伏系統(tǒng)和光譜光柵。光柵的特征尺寸可以從納米到毫米量級。同時(shí)可以計(jì)算衍射效率、近場、偏振、反射、透射以及內(nèi)部場。全息光柵、布拉格光柵、表面光柵、光子晶體、衍射光束分束器、偏光器、抗反射各種定制特性可以使用戶分析和優(yōu)化用戶自定義結(jié)構(gòu)的光柵。這些包括導(dǎo)入測量的高度輪廓以及使用公式描述一個(gè)高度輪廓的可編程高度輪廓或者折射率分布介質(zhì)。
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ZEMAX 成像設(shè)計(jì)線上培訓(xùn)
07 優(yōu)化; 08 局部優(yōu)化 27 分析工具應(yīng)用； 28 尋找最佳非球面 29 曲率套樣板； 30 鏡頭匹配工具； 09 全局優(yōu)化； 10 錘形優(yōu)化； 11 優(yōu)化函數(shù)架構(gòu)技巧； 12 單透鏡優(yōu)化實(shí)例 31 Zemax 公差分析功能介紹; 32 加工誤差、裝配誤差； 33 靈敏度分析; 34 反靈敏度分析; 13 雙膠合優(yōu)化實(shí)例； 14 熱分析及衍射光學(xué)元件的使用
￥1980 11小時(shí)14分鐘 184播放
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衍射光學(xué)元件的實(shí)例教程
衍射光學(xué)元件光整形
光學(xué)軟件VirtualLab可以用來設(shè)計(jì)和模擬用于激光光束整形的衍射光學(xué)元件。衍射光學(xué)工具箱使用強(qiáng)大的迭代傅里葉變換算法（IFTA）和參數(shù)優(yōu)化可以用來優(yōu)化：
? 衍射光學(xué)元件
? 衍射光束分束器
? 衍射擴(kuò)散器
? 衍射和折射光束整形器
? 計(jì)算全息（CGH）
? 相位板
? 全息圖
被紅色和綠色激光照射的衍射線擴(kuò)散器和環(huán)擴(kuò)散器
衍射光學(xué)元件可以用包括聚焦透鏡，準(zhǔn)直透鏡，光束擴(kuò)展器和傅立葉透鏡來建模。光學(xué)模擬包括：
? 衍射
? 干涉
? 偏振
? 時(shí)間和空間相干度
? 強(qiáng)度
? 相位
? 像差
衍射光學(xué)元件可以用于各種光學(xué)系統(tǒng)來操縱激光，經(jīng)典的應(yīng)用包括：
? 材料處理
? 信息顯示
? 測量系統(tǒng)
? 自由空間通訊
? 汽車行業(yè)
? 軍事
? 光譜學(xué)
衍射光分束器產(chǎn)生的光斑 (由POG, Gera加工)
功能
衍射光學(xué)元件在您的激光系統(tǒng)中將會有以下功能：
? 控制衍射和干涉效應(yīng)
? 客戶自定義激光光束分束后的每束光的功率
? 設(shè)計(jì)已確定特性的散射板
? 激光光束強(qiáng)度整形
? 使激光系統(tǒng)緊湊
? 產(chǎn)生任意的2D強(qiáng)度分布
? 使用IFTA快速優(yōu)化成百上千個(gè)參數(shù)
一個(gè)衍射光分束器元件的一個(gè)周期的二元高度輪廓
衍射光分束器
衍射光束分束器可以將一束激光分成自定義數(shù)目的光束，每束光可以有自定義的功率和角度。光分束器一般和準(zhǔn)直透鏡，聚焦透鏡，擴(kuò)束器以及傅里葉透鏡一起使用。目標(biāo)平面光束的尺寸一般由透鏡系統(tǒng)控制，而光束的位置和功率由衍射光束分束器控制。
展開 利用ZPL計(jì)算衍射光學(xué)元件（DOE）的表面輪廓
利用 ZPL 計(jì)算衍射光學(xué)元件（DOE）的表面輪廓
介紹
本文ZPL宏可用于計(jì)算旋轉(zhuǎn)對稱 Kinoform 透鏡表面（OpticStudio 中為 Binary2 面型）的相位（phase）以及矢高（Sag）。使用者需在運(yùn)行宏前輸入半徑（Radius）每隔多長時(shí)間重復(fù)計(jì)算一次，之后宏會計(jì)算出每個(gè)半徑值對應(yīng)的矢高并給出相應(yīng)的衍射區(qū)域編號（Zone number）、步長（Step Size）、每個(gè)區(qū)域所在的位置半徑（Zone Radius）、每個(gè)區(qū)域內(nèi)/外半徑矢高（Sag with inner/outer radius）。除此以外，該宏還會計(jì)算出每個(gè)區(qū)域的輪廓頻率（Profile Frequency，單位為waves/mm）作為生產(chǎn)難易的評估參數(shù)。
表面矢高的一般形式如下：
其中 C=1/R，R為半徑；K為圓錐系數(shù)；ρ 為徑向坐標(biāo)；A2,4,6,8…為非球面系數(shù)。λ 為波長；N為透鏡折射率；C2,4,6,8…為相位系數(shù)。
步長（Step Height）計(jì)算公式如下：
衍射光學(xué)元件（DOE）表面輪廓如下，單位為弧度:
其中 R 為歸一化半徑。
典型的衍射光學(xué)元件輪廓如下：
輸入
輸入表面編號以及迭代半徑間隔就可以計(jì)算出表面矢高。如下圖所示：
輸出
宏會輸出區(qū)域編號（Zone number）、步長（Step Size）、每個(gè)區(qū)域所在的位置半徑（Zone Radius）、每個(gè)區(qū)域內(nèi)/外半徑矢高（Sag with inner/outer radius）以及輪廓頻率（Profile Frequency）。
展開 課程大綱：
1.波動光學(xué)基礎(chǔ)
□ 雙光束干涉及楊氏干涉
□ 相干及非相干光源的傳播特性
□ 衍射光學(xué)與傅里葉變換
2.衍射元件概述
□ 衍射光學(xué)元件概念
□ 衍射光學(xué)元件優(yōu)點(diǎn)
□ 光束分束、整形、擴(kuò)散
□ 傅里葉變換
□ 角譜理論
□ 工作裝置類型
3.衍射光學(xué)元件理念及設(shè)計(jì)
□ 基本理念
□ 透鏡和衍射光學(xué)元件的作用
□ 分束、整形和擴(kuò)散的實(shí)質(zhì)
□ 衍射光學(xué)元件的特征尺寸
□ 衍射光學(xué)元件優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
4.IFTA簡介
□ 基本設(shè)計(jì)步驟
□ 光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)——1f、2f、Fresnel、Far-field、角譜
□ 參數(shù)估算——周期和線寬的估算
□ 光學(xué)系統(tǒng)分辨率——不同結(jié)構(gòu)的分辨率
□ 配置設(shè)計(jì)過程的優(yōu)化評價(jià)函數(shù)
5.衍射元件設(shè)計(jì)案例
□ 衍射分束器參數(shù)選擇
□ 衍射分束器設(shè)計(jì)流程：規(guī)則和任意形狀
□ 衍射整形器參數(shù)選擇
□ 衍射整形器設(shè)計(jì)流程：1D和2D平頂型
□ 衍射擴(kuò)散器參數(shù)選擇
□ 衍射擴(kuò)散器設(shè)計(jì)流程：平頂型和任意圖案
6.光柵模擬分析
□ 構(gòu)建stack
□ 調(diào)整模擬參數(shù)——精度因子和衍射級次
□ 近場分析、衍射效率分析、內(nèi)部場分析
□ 2D光柵表面鍍膜分析
□ 3D表面具有減反結(jié)構(gòu)的光柵分析
□ 光柵單元陣列及透鏡陣列的建模與分析
7.光柵概述
□ 2D和3D光柵,亞波長光柵,及二元光學(xué)元件
□ 標(biāo)量衍射和傅里葉變換
□ 矢量衍射和傅里葉模態(tài)法
□ 納米光學(xué)元件的應(yīng)用：抗反射、偏振控制、成像、傳感等
8.微納光學(xué)元件制作
□ 多階器件加工
□ 連續(xù)器件加工
□ 傳統(tǒng)套刻法
□ 激光直寫法
□ 納米光子器件制作概述
□ 衍射光學(xué)元件公差分析
9.答疑
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概述
這篇文章介紹了如何在 OpticStudio 中建立衍射光學(xué)表面以及如何使用 Binary2（二元面2）模擬衍射光學(xué)元件。本文使用的示例文件請聯(lián)系工作人員下載。
Binary2 面型
Zemax LLC 感謝 Optics1 公司的 Robert E.Fischer 先生授權(quán)使用其著作《Optical System Design》中的圖表。
在 OpticStudio 中，許多表面除了可以定義折射光焦度以外，還可以定義衍射光焦度。衍射光焦度與材料折射率和表面矢高無關(guān)，但可以改變光的相位。有關(guān)建立衍射光學(xué)表面的詳細(xì)信息，見文章“OpticStudio 建模衍射光學(xué)表面”。
Binary2 中的衍射光焦度會在光學(xué)表面的截面上引入連續(xù)的相位變化：
其中系數(shù) Ai 的單位為弧度。
由于相位變化在表面的截面上是連續(xù)的，因此 Binary2 面型模擬的是一個(gè)理想的二元衍射元件，其二元面的臺階尺寸趨近于無窮小或小于光的波長。
通常來講，Binary2 面型模擬衍射光學(xué)元件的環(huán)形衍射區(qū) ( Diffraction Zones) 的尺寸與該區(qū)域到表面頂點(diǎn)的徑向距離有關(guān)，如下圖所示。OpticStudio 可以自動計(jì)算每個(gè)環(huán)形衍射區(qū)的徑向坐標(biāo)使相鄰區(qū)域的相位差為 2π。
Binary2 面型在固定徑向坐標(biāo)處所引入的附加相位與波長無關(guān)。與波長相關(guān)的光程由下式給出：
下圖布局圖所示為 Binary2 的色差：
Binary2 消色差單透鏡
Binary2 面型經(jīng)常用來矯正色差。在一個(gè)簡單的單透鏡中，長波長光的焦距相比短波長的光更長，如下圖（a）。
展開 本案例計(jì)算從傳輸中得到的衍射光學(xué)元件的高度分布和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生
關(guān)鍵詞：衍射光學(xué)，衍射光學(xué)元件，結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，GDSII，ASCII，位圖
所需工具箱：Diffractive Optics Toolbox Basic；Tutorial在試用版本中不可用。聯(lián)系LightTrans或者當(dāng)?shù)亟?jīng)銷商可申請一段全版本的試用。
相關(guān)Tutorials：DO.1; DO.2; DO.3; DO.4; DO.5; DO.7; LBS.1; LBS.2
建模任務(wù)
照射光束強(qiáng)度 衍射擴(kuò)散器 產(chǎn)生的光圖樣強(qiáng)度
建模任務(wù)
2 擴(kuò)散器參數(shù)：
—相位層：4
—像素尺寸：830*830nm
—口徑：1*1mm
—周期：664,83*664,83um
2 結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)輸出為二進(jìn)制格式
2 需要的高度分布計(jì)算
2 蝕刻掩模分解
2 蝕刻掩模輸出為位圖和GDSII文件
打開光學(xué)擴(kuò)散器系統(tǒng)
2 上載文件
DO.008_Generation_of_DOE_Fabrication_Data_01.lpd.
2 文件在VL_Samples文件夾中
光學(xué)擴(kuò)散器系統(tǒng)
2 點(diǎn)擊Go!按鈕開始模擬擴(kuò)散器系統(tǒng).
模擬結(jié)果
2 擴(kuò)散器系統(tǒng)產(chǎn)生的光圖樣強(qiáng)度分布
傳輸器提取
2 雙擊光路徑圖中的Stored Transmission打開編輯對話框
傳輸器(transmission)提取
2 點(diǎn)擊Show按鈕顯示光路中的transmission.
展開 
衍射光學(xué)元件的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
衍射光學(xué)元件的最新內(nèi)容
如何對衍射光學(xué)元件進(jìn)行仿真和設(shè)計(jì)？
衍射光學(xué)元件的復(fù)雜性和小尺度使其成為了3D電磁仿真軟件的理想備選方案。例如，對于超透鏡，仿真可以幫助研究人員檢查元原子的位置和大小，以對光通過不同布局的衍射進(jìn)行仿真。仿真可幫助設(shè)計(jì)人員分析由衍射光學(xué)元件調(diào)制時(shí)的場分布、遠(yuǎn)場方向圖和波前變化。
摘要
光柵是光學(xué)中最常用的衍射元件之一。如今，它們經(jīng)常被用于復(fù)雜的系統(tǒng)中，并與其他元件一起工作。在這種情況下，非常需要將光柵不僅僅是作為孤立的元件來模擬，而是與系統(tǒng)的其余部分結(jié)合，以評估整個(gè)系統(tǒng)性能。VirtualLab Fusion提供了一個(gè)獨(dú)特的光柵元件，允許在光路中輕松地包含各種不同形狀的光柵，無論是一維周期光柵(層狀)，二維周期光柵，或體(布拉格)光柵。本用例介紹了該元件的功能，包括光柵級次的設(shè)置和堆棧的定位
衍射光學(xué)元件設(shè)計(jì)與優(yōu)化
3. 周期性微納結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
4.超表面微納結(jié)構(gòu)
下午
2. 衍射光學(xué)元件設(shè)計(jì)與優(yōu)化
3. 周期性微納結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
5. 微納加工工藝方案
6.
4
先進(jìn)顯微鏡系統(tǒng)的物理光學(xué)級仿真
顯微鏡系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
通過瑞利判據(jù)對顯微鏡物鏡進(jìn)行分辨率研究
熒光顯微鏡的彩色效應(yīng)分析
高NA傅里葉顯微鏡單分子成像
高NA顯微鏡系統(tǒng)分析偶極子源的PSF
顯微鏡系統(tǒng)中來自光圈的衍射
5
光學(xué)系統(tǒng)的公差分析
考慮加工公差下的傾斜光柵魯棒性優(yōu)化
鏡頭粗糙度對PSF的影響
衍射光學(xué)元件的加工圓角和高度公差分析
授課時(shí)間：：2026/5/28（四）-5/29（五）（各城市并行開課）
課程時(shí)數(shù)：2天/城市
授課地點(diǎn)：深圳市光明區(qū)鳳凰街道尚智科技園1棟B座1503
課程講師：訊技光電工程師隊(duì)
課程費(fèi)用：3600RMB/1人次
(課程包含課程材料費(fèi)、開票稅金、午餐費(fèi))
課程簡介
Course Introduction
光柵是現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)中最為常用的一種衍射光學(xué)元件
衍射透鏡元件24天前
在哪里可以找到組件?
如今，衍射透鏡在現(xiàn)代光學(xué)的各種應(yīng)用中得到廣泛的使用。微結(jié)構(gòu)表面被用來取代笨重的光學(xué)元件，與傳統(tǒng)鏡頭相比，得益于尺寸和重量的減小。在快速物理光學(xué)軟件VirtualLab Fusion中，這些結(jié)構(gòu)既可以以理想化的形式建模，具有預(yù)定義的階次和效率，也可以更現(xiàn)實(shí)地建模，包括對實(shí)際微觀結(jié)構(gòu)表面的精確分析
圖3 雙折射透鏡整形系統(tǒng)
（3）衍射光學(xué)元件（DOE）
衍射光學(xué)元件利用光的波動性實(shí)現(xiàn)相位與振幅調(diào)控，在小型化、集成化光學(xué)系統(tǒng)中不可或缺。其設(shè)計(jì)核心在于通過迭代算法優(yōu)化相位分布，避免局部最優(yōu)解。
Ansys Zemax | 如何傾斜和偏心序列光學(xué)元件1個(gè)月前
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簡介
本文介紹了插入坐標(biāo)斷裂曲面以允許光學(xué)元件的偏心和傾斜的過程。第一部分介紹坐標(biāo)斷點(diǎn)曲面的作用，后續(xù)部分詳細(xì)提供了其正確使用方法的教學(xué)指導(dǎo)。最后介紹了用于傾斜和偏心光學(xué)元件的簡單內(nèi)置工具。
坐標(biāo)斷點(diǎn)曲面
在OpticStudio序列光線追跡模式中，表面輸入順序具有決定性作用。具體而言，透鏡數(shù)據(jù)編輯器（Lens Data Editor, LDE）
Polarization） 37
3.2.5 模式選擇（Mode Selection） 38
3.2.6 采樣（Sampling） 39
3.2.7 光線選擇（Ray Selection） 40
3.3 光學(xué)元件 41
3.3.1 真實(shí)光學(xué)元件編輯對話框 41
3.3.2 球透鏡（Spherical Lens） 44
3.3.3 衍射光學(xué)元件
預(yù)告 | Ansys渠道合作伙伴活動3月活動計(jì)劃2個(gè)月前
與普通衍射光學(xué)元件不同，AR-EPE 需結(jié)合波導(dǎo)系統(tǒng)的光柵耦合設(shè)計(jì)，依托 OpticStudio 軟件并結(jié)合 RCWA 算法、k 空間規(guī)劃法進(jìn)行建模，通過動態(tài)鏈接 DLL 實(shí)現(xiàn)光柵模型與光學(xué)系統(tǒng)的集成，結(jié)合光線追跡與衍射效應(yīng)分析，平衡模擬的真實(shí)性與 AR 系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率。
