bg|=)sw4 摘要 #Oa `P 
_Mh..#)`[ 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。
:`@W`V?6- Bq,Pk5b 在哪里可以找到组件?
? U*s H2F <V8=*n"mR 
yzG BGC 衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。
J,`I>^G =NRiro 波前相位响应 uy=<n5`oNG
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y<yU5 $*9:a3>zny 衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。
0}Q d V4g vKWc 衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。
E3_ 5~> 8PRB_ny 
sR$/z9w （来自VirtualLab Fusion手册）
o-AAx#@ +ldgT" 理想衍射透镜的参数设置 X u{S4#1
4Rl~7|
OZl0I#@A W%#LHluP 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。
[lj^lN8 l_ &T)Ei 总结:理想衍射透镜的计算方法 5PKdMEK|q
wA%,_s /U
4e|(= W`
)x&>Cf<, 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:
8{-bG8L> 5 1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。
7(zY:9|( 2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。
04#r'UIF 3. 用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。
HD}3mP 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。
g\?7M1~ _8?r!D#P;s 更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions YYd!/@|N5 /}-LaiS 实衍射透镜的参数设置 u|&a!tOf2
2{-'`l fM%
`vrLFPdO 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。
tp +H]H3 ::k/hP9.^ 也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。
ey[+"6Awne +q~ dS . 可用结构的高度计算(TEA) >Co5_sCe Y/n],(t) 
(wEaw|Z x 衍射曲面高度结构定义为：
Bf6\KI< V2 :#spL*FIx 
Yg3emn|a C C `Y r 可选参数-分层水平 ?(j:F2dU~ 8>V)SAI' 
' sTMUPg` k /lDE 总结：真实衍射透镜计算方法 Z;GZ?NOlY 5 ]@"f/ 
l=t$ XWh! M!b" c4|< 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|:qs\6q5 1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。
!5[5l!{x 2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。
8 gzf$Oc 3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。
2t" &> 1 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。
