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摘要 1 d jZ5`+ zI`I
Q  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。 8y
LcTA$T ^O07GYF 在哪里可以找到组件? _Mw3>GNl
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 @8L5 UT
衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。 ]
ZV[}7I. CMj =4e 波前相位响应 ;UQGi}?CD
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) /raTD 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。 AdDX_\V,* \+
se%O 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)。 %*D=ni#(sT 5X{|*?>T
 _.5{vGyxr （来自VirtualLab Fusion手册） KF%BX ~80C }z` x-( V 理想衍射透镜的参数设置 67j kU !
@ {/)k%U
 V(';2[) :?M_U;;z2+ 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。 ] A5F}wV4 B/a gW 总结:理想衍射透镜的计算方法 OS BR 2Z;=
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;K<VT\ 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: , $ 7 -SN 1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 X ZE(& (s 2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 )OI}IWDl 3. 用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 { DYY9MG8 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。 UmR)L!QT8
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更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions % 1 ?t)Bg %' DO FiU 实衍射透镜的参数设置 ,=)DykP
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 4|x _C-@ 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。 N :`_Vl u?,>yf.;s 也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 a\P :jgF }&0LoW/
可用结构的高度计算(TEA) ,Fn;*
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 g QBS#NY 衍射曲面高度结构定义为： e{x>u( mP)bOAU  a6 Vfd& |4 +'YgO
可选参数-分层水平 f I1CT)0<e
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 7$*E 0 ?`RlYu 总结：真实衍射透镜计算方法 }?2X
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klKUX/ g 用傅里叶模态法/严格耦合波分析(FMM/RCWA)或薄元近似(TEA)的局部线性光栅近似(LLGA)来计算真实的衍射透镜表面。其步骤是： J!Z6$VERy 1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 Cu@q*:' 2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 dA<%4_WZty 3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 |k}<Zz1UM 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。 {V7mpVTX.
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