% 9BC%w]y 摘要 o LX6w 
Dw[w%uz 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。
H:9(
XW fdd3 H[ 在哪里可以找到组件?
0,m*W?^31 3=dGz^Zdv: 
%)l2dK&9"j 衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。
yYdXAenQ Ko''G 5+ 波前相位响应 15U=2j*.b
pPh_p @3I
RLulz|jC FNmIXpAn*@ 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。
)_.@M '? F6Q #{Ufq 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)。
K]kL?-A#' x 6,S#p 
PU?kQZU~) （来自VirtualLab Fusion手册）
MQ\:/]a r7ywK9UL 理想衍射透镜的参数设置 sd8o&6
A7|"0*62
-zc9=n<5 s o ~p+] 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。
" -<u.$fE |[o2S9 0 总结:理想衍射透镜的计算方法 fhfdNmtR)I
tMyD^jVC
Ju+@ROZ
e|MyA?` 采用带理想
光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下:
HSK^vd?_l 1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。
8%`Sx[ 2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。
<,rjU*" 3. 用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。
Ubn5tN
MK 4. 理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。
!0Q(x `$@1NL7> 更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions Mh_jlgE'd# &n z1[, 实衍射透镜的参数设置 <o?qpW$,>
#v(+3Hp
jjl4A} *0 对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计
波长和所需的分层。
f4g(hjETbu wEDU*}~ 也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。
P'Y8
t PCaa _
2 可用结构的高度计算(TEA) B r pin l0Pg`wH, 
P"i qP| 衍射曲面高度结构定义为：
*Z/B\n b Nr(WbD[T 
W8":lpp *$l8H[ 可选参数-分层水平 x !YfZ* ;[9cj&7C< 
`kj7I{'l%9 =e ._b 7P 总结：真实衍射透镜计算方法 h/_z QR- ~^5uOeTZ~ 
s#qq%
@ K}Z'!+ <U 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：
`L;I/Hp 1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。
le[5a=e( 2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。
wk5a &
3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。
BO
h 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。
