mk~Lkwl 摘要 )6mv 7M{ 
mE]W#?
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。
BPKeG0F7 : XZ 在哪里可以找到组件?
m; LeaD}0 LNU9M> 
BO ^T
: 衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。
L7*~8Y P8s'e_t 波前相位响应 \h"Q gHzp
yz2NB?)
>!YI7)
/m*vY` 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。
[w)6OT 7[V'3 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)。
Z,,Wo
%)o >b/0i$8 
#H1yjJQ /x （来自VirtualLab Fusion手册）
T[eTT]Z{Ia Wcn^IQ 理想衍射透镜的参数设置 Tr}c]IP*
o0Hh&:6!M
G\IH
b
| r jL%M'; 然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。
T , gMc ^IM;D)X&: 总结:理想衍射透镜的计算方法 15gI-Qb
F+AShh
rReZ$U
I)O-i_}L&K 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:
*4[3?~_B#6 1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。
J74 nAC%J^ 2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。
`h
Y:F( 3. 用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。
5R,/X 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。
` &>!a eA_ 1?j]E3 更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions ! H,R$3~ Ty]CdyL$ 实衍射透镜的参数设置 `p N]Ykt
h_d!G+-]
8F4#E
U 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。
ipKkz poHDA=#
3 也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。
/sdkQ{J!. Ar=p zQ<Z{ 可用结构的高度计算(TEA) ;nv4lxm |g 4!Yd 
>1mCjP 衍射曲面高度结构定义为：
K | Y r +V7*vlx- 
JVTG3: zD @eT!v{o 可选参数-分层水平 NCSb`SC: |vWx[ =`o 
I[<C)IG haa [ob6T 总结：真实衍射透镜计算方法 _.FxqH> 7,jh44(\= 
9[6*FAFJPP Pd^il RB 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：
Gz~P
0Z^w} 1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。
)X| uOg&| 2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。
HPwmi[ 3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。
l!q i:H<=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。
