@\b* a]CV 摘要 H> a3\M 
6D6=5!l 如今，
衍射透镜在现代
光学的各种应用中得到广泛的使用。微
结构表面被用来取代笨重的光学元件，与传统
镜头相比，得益于尺寸和重量的减小。在快速物理光学软件VirtualLab Fusion中，这些结构既可以以理想化的形式建模，具有预定义的阶次和效率，也可以更现实地建模，包括对实际微观结构表面的精确分析。本文介绍了VirtualLab Fusion的衍射透镜组件、可用的选项和应用的建模方法。
pu,/GBG_ FK ;\Nce& 在哪里可以找到组件?
|s[m;Qm[ku u3w `(3{ < 
;F"W6G 衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。
,H[-.}OO L*Xn!d% 波前相位响应 Ilsh
Jo
E&jngxlN
dGr Ow) I?Hj,lN
衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。
:Dw;RcZQ ?7Y X @x 衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。
V
:*G G+4 LX!16a@SxA 
r"zW=9 O= （来自VirtualLab Fusion手册）
S G$ /v VE d\* 理想衍射透镜的参数设置 3JW Hyo
MuO7_*q'n
Lb{~a_c KSc&6UVz^ 然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。
{M$mrmG > /ECLP 总结:理想衍射透镜的计算方法 yAi#Y3!::
I7hPE7V+1
:DR
G=-M
?so 3Kj6H 采用带理想
光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下:
2u~0B +)K/ 1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。
4ehajK 2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。
KAO}*? 3. 用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。
#B &D 4. 理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。
7Z93 `A-= JU1U=Lu." 更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions ;yx+BaG~? )jn|+M 实衍射透镜的参数设置 l)Q,*i
8n,i5>!d
W#8qhmt 对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计
波长和所需的分层。
t9zPJQlT} VQ$=F8ivG 也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。
x EOR\(Z^ <YUc?NF 可用结构的高度计算(TEA) 0/#XUX 4 7Q/v#_e( 
psta&u\ q 衍射曲面高度结构定义为：
#Z"N\4 9 K/,
B 
Z =L' [6 I`5F& 8J{ 可选参数-分层水平 r%&hiobMYs v}M, M&? 
VX[{X8PkS H2zd@l:R 总结：真实衍射透镜计算方法 /#G^?2o M mRW(]OFIai 
3`5?Zgp '_4u,
\SG 用傅里叶模态法/严格耦合波分析(FMM/RCWA)或薄元近似(TEA)的局部线性光栅近似(LLGA)来计算真实的衍射透镜表面。其步骤是：
q F%wl 1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。
a'
.o 2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。
Ni(D[?mZ 3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。
[t: =%&B 4. 对于真实的衍射透镜，VirtualLab Fusion会自动在FMM/RCWA和TEA之间进行选择。如果本地光栅周期大于波长的5倍，则使用TEA。否则，将使用FMM/RCWA对实际结构进行建模。
