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摘要 (Es{l a G "={L+di:M  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]Wp%"L #El ejQ|? 在哪里可以找到组件? }b MWTT
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衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。 <Wy>^<` 3eKQ<$w 波前相位响应 qks|d_
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) ooWQ-%P 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。 " H1:0p ``9 GY 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)。 $bGD%9
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4 S>'( （来自VirtualLab Fusion手册） %&<W(|U1< D$nK `r 理想衍射透镜的参数设置 5@P-g
t e'*< HM
 X/+OF'po ;fGx;D 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。 'm O2t~n 8#59iQl 总结:理想衍射透镜的计算方法 AuCWQ~
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 s;{K!L@
zj%cQkZ 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: E*|tOj9`1n 1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 VJ{pN ~_1 2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 HFS+QwHW 3. 用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 =Od>;|]m 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。 |Td5l?
9;KJr[FQV
更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions iZ; TYcT ]}2Zt r)zZ 实衍射透镜的参数设置 _ N '75
ax@H"d&
(ZPX dr 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。 2 F?kjg, 8(xw?|D7 也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 &KqVN]1+^ + t]Xj1Q
可用结构的高度计算(TEA) 0*7*RX
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 8D~x\!(p\ 衍射曲面高度结构定义为： '6zd;l9Z z WIeHIt  Z+idLbIs , {{SI
可选参数-分层水平 .>]N+: O xl]
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 <NB41/ 'b[0ci: 总结：真实衍射透镜计算方法 I/p]DT
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 N z~" vi(t
&" h]y?Q 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： {}\CL#~y 1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 `Q%NSU? 2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 ,Y!zORv<7 3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 BaL]mIx 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。 8wIK:
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