K2gg"#ft? 摘要 ?x-:JME0 
xmp^`^v* 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。
'3'*VcL( eJ2$DgB}t 在哪里可以找到组件?
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F4$N:J kl 衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。
U?W?VEOO!7 $1< ~J 波前相位响应 @Z{!T)#}j
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ek9Y9eJ" Oqy&V&-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。
FXd><# U P S [ifC 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)。
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W2-1oS~ma （来自VirtualLab Fusion手册）
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uA\ 理想衍射透镜的参数设置 +\@}IKWl-?
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s J~Wz Q HAOl&\)7"_ 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。
X @cO`P NJ ];Ck 总结:理想衍射透镜的计算方法 yL.Z{wd
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O77bm,E
i{. %4tA4 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:
(I7s[ 1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。
t;2\(_A 2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。
fAHf}j 3. 用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。
I%qZMoS1h 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。
OqNt Tk+ xfsf 更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions )*tV |^ ! 实衍射透镜的参数设置 )~CnDk}^R
=MCQNyf+
u hJ nDo 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。
YKtF)N;m] [Kc"L+H\ 也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。
,y%4Qv G7a X 6`F<H` 可用结构的高度计算(TEA) {6, l#z dnXre*rhz 
N# ?}r>W3 衍射曲面高度结构定义为：
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|2'u@<(Z/ d=~- 8]%\ 可选参数-分层水平 F\lnG /%4wm?(eA 
L 2GUrf $MPh\T 总结：真实衍射透镜计算方法 @_
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:#I7);ol Dx1 w I 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：
S.Rqu+ 1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。
byrK``f 2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。
|gP9^B?3 3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。
F !yr};@^p 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。
