DNj<:Pdd) 摘要 1\Bh-tzB 
{{gd}g 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。
d$ o m\@ |:SV=T: 在哪里可以找到组件?
o1 27? ^ RF8, qz 
}JOz,SQHP 衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。
Nq9pory^ k~;~i)Eg 波前相位响应 ;s~xS*(C
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3v $n}. 6`7`herE} 衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。
o9ys$vXt* Z 9cb 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)。
9*JxP%8T~X 6(\-aH'Ol 
_@?I)4n| （来自VirtualLab Fusion手册）
1Z_]Ge<a ej7N5~!,s 理想衍射透镜的参数设置 g<F+Ldgj
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Ts, U T L VwBw!,%Ab 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。
oT:w GBW ?N+pWdi 总结:理想衍射透镜的计算方法 'M?pg$ta_V
{a>JQW5=
4`5W] J]6
=.J>'9 Q 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:
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xD 1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。
= ?/6hB=7< 2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。
\4G9 fR4 3. 用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。
aFnyhu&W' 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。
-hF!_) ;{ Zq:
}SU 更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions zb~;<:< CyVi{"aF3 实衍射透镜的参数设置 @VND}{j
MjBI1|*
<vs*aFq 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。
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mA3&<&q 也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。
\( ?d2$0m / gaC 可用结构的高度计算(TEA) KKg\n^ H93ug1, 
K)Ya%%6[U# 衍射曲面高度结构定义为：
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Efd@\m:~> t=fAG,k5 可选参数-分层水平 d n%'bt Jn&u u 
5M>SrZH q` |E9 总结：真实衍射透镜计算方法 D+BflI~9mP ]]u_Mdk 
vl`St$$| 'w;J) _Yc2 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：
|c$*Fa"A 1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。
'oBv(H 2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。
*rm[\ 3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。
tuo'Uk ) 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。
