*{|$FQnR>( 摘要 IJ_ m 
!D;c,{Oz 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。
VX!hv`E GyK(Vb" h6 在哪里可以找到组件?
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K{2h9 ]VF 衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。
#x)8f3I Mg\TH./Y: 波前相位响应 $UC {"0
$w/E9EJ)3A
#ouE r -= P#;Th8k{K2 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。
y42#n 9@'4P 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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H %z/v|e6 （来自VirtualLab Fusion手册）
&a6,ln:P ?4[NNL 理想衍射透镜的参数设置 ;7j,MbU
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)4m_A p\ ,hvc``j
S8 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。
Z0\Iyc G <u0,Fp 总结:理想衍射透镜的计算方法 J>h;_jA
BIj
FM\[].
p+ Lv=e)0u 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:
U&W"Ea=R/ 1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。
lDN?|YG 2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。
zJ C EA 3. 用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。
^Xs]C|=W 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。
%b?uW] j: 6$RpV'xz 更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions B;W( iI :0I
l|aB 实衍射透镜的参数设置 Hi8Y6|y$D
C:j]43`
&*gbK6 JB 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。
!_x*m@/ J\A8qh8 也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。
F Yl3c $5A ^'q 可用结构的高度计算(TEA) Mudrg[@ ` g>n0z5&TNF 
S>t>6&A 衍射曲面高度结构定义为：
_#pnjo %l|\of7P2} 
#>[wD#XJV G~!C =l 可选参数-分层水平 @ i1q ]0 -nR\ ,+N 
bE I!Ja U^ ?=
0+ 总结：真实衍射透镜计算方法 (U9a@ 1 3U;1D2"AE 
|Gu EGmR Dbz]{_Y; 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：
yL&/ m~{s 1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。
3.),bm 2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。
!^v\^Fc 3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。
f#OQ (WTJE 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。
