:/N/u5 .] 摘要
bwjjwu& 
uaMf3HeYV 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。
sN^3bfi!i lMu}|d 在哪里可以找到组件?
gO*:< B g r7z8ICX'q 
&u62@ug#} 衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。
_~aFzM 8Z TN 波前相位响应 8SvPDGu `]
&UhI1mi]h
K-&&%Id6R HH>"J /;c, 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。
~Qzb<^9] sh []OSM 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)。
vc.:du tZS -e6*S 
;P9P2&c8c （来自VirtualLab Fusion手册）
gC81ICM SF.4["$ 理想衍射透镜的参数设置 =H T:p:S
m E3 ^5}[>
L& wJ-}'l LRO'o{4$E 然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。
MTZbRi6z yUb$EMo \ 总结:理想衍射透镜的计算方法 N =J$+
]Mu
+
DZ
v:*t5M
>
*Mf; 采用带理想
光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下:
/"A)} >a 1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。
f\sxx!kt 2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。
GE`:bC3 3. 用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。
nJJ9>#<g$ 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。
]I9Hbw +.N3kH 更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions \%nFCK0 [#y/` 实衍射透镜的参数设置 Hl"qLrb4
tETT\y|'
aRBTuLa)fo 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。
2|vArRKt O R[6pr@ 也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。
5Xn+ cw* BJI}gm2y 可用结构的高度计算(TEA) +u%^YBr i>!7/o 
%Z@+K_X9x 衍射曲面高度结构定义为：
e0O2 >w 1O
bxQ_x 
Txkmt$h & 2MI(9v 可选参数-分层水平 bWzv7#dd= v,Lv4) 
_3UH "9g{ Nx~9Ug 总结：真实衍射透镜计算方法 6X(Yv2X&4% -%]O-' 
<rUH\z5cP ZV}"k_+- 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：
1:<= zqh0 1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。
=[8EQdR 2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。
jU2Dpxkt 3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。
hC ^| 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。
