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摘要 L([E98fo 4$yV%[j  如今，衍射透镜在现代光学的各种应用中得到广泛的使用。微结构表面被用来取代笨重的光学元件，与传统镜头相比，得益于尺寸和重量的减小。在快速物理光学软件VirtualLab Fusion中，这些结构既可以以理想化的形式建模，具有预定义的阶次和效率，也可以更现实地建模，包括对实际微观结构表面的精确分析。本文介绍了VirtualLab Fusion的衍射透镜组件、可用的选项和应用的建模方法。 51I|0 ly d"#gO,H0 在哪里可以找到组件? Ua):y) A
j?EskT 6
 iO!2 7y
衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。 Zimh _ 5]jx5!N 波前相位响应 1 6 "#i
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 cVO,~I\\
Lltc 4Mzw 衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 &^ V~cJ t?gJNOV 衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 q`XW5VV{K < &4nOt
 B \ \6# （来自VirtualLab Fusion手册） !Citzor EQ4#fAM) 理想衍射透镜的参数设置 E E+`i %
M'kVL0p?vN
 M70c{s`w5 FY$fV"s 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。 6yY.!HRkr g %f*ofb 总结:理想衍射透镜的计算方法 h @=7R
]1m"V;vZ
 J , V
n5|l|#c$N 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: wMGk!N 1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 OFA{
KZga 2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 -K"4rz 3. 用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 # kyl?E 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。 [r(Qs|
#O"
更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions BT]ua]T+ |'tW = 实衍射透镜的参数设置 F!J J6d53y
jk$86ma!
 ['z!{Ez 对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 ~3gru>qI& `-_N@E1'> 也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 ba ee?6 vv6?V# {
可用结构的高度计算(TEA) f/,tgA
Ur^j$B}
 Wqra8u# 衍射曲面高度结构定义为： LOr|k8tL% (z G.aaz*C  {XgnZ`* *5e+@rD`
可选参数-分层水平 MM?`voj~`p 1G;8MPU
 Jic}+X* 0
m*Lo|F 总结：真实衍射透镜计算方法 H6 &7\Wbk
6 "U8V ?E
 +Ng0WS_0
P}V=*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： ][d,l\gu+s 1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 eWvo,4 2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 Gs
dnf 7 3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 n,j$ D62[ 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。 aQ#qRkI
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