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此外，用戶可以指定衍射元件的特征，如設(shè)計(jì)波長和所需的分層。 也可以通過使用Export Structure按鈕導(dǎo)出設(shè)計(jì)的高度剖面。

在這篇文章中，我們簡(jiǎn)要介紹了使用 OpticStudio 設(shè)計(jì)衍射光學(xué)元件（DOE）和超透鏡（metalens）的過程。我們討論了相位面和局部光柵的概念。附件中還提供了一些有用的DLLs，以支持特殊的 DOE 或 metalens 設(shè)計(jì)方法。（聯(lián)系我們獲取文章附件） 本文討論了衍射光學(xué)元件（DOE）和超透鏡（metalens）的設(shè)計(jì)過程。

如今，衍射透鏡在現(xiàn)代光學(xué)的各種應(yīng)用中得到廣泛的使用。微結(jié)構(gòu)表面被用來取代笨重的光學(xué)元件，與傳統(tǒng)鏡頭相比，得益于尺寸和重量的減小。在快速物理光學(xué)軟件VirtualLab Fusion中，這些結(jié)構(gòu)既可以以理想化的形式建模，具有預(yù)定義的階次和效率，也可以更現(xiàn)實(shí)地建模，包括對(duì)實(shí)際微觀結(jié)構(gòu)表面的精確分析。

衍射光學(xué)工具箱使用強(qiáng)大的迭代傅里葉變換算法（IFTA）和參數(shù)優(yōu)化可以用來優(yōu)化：? 衍射光學(xué)元件? 衍射光束分束器? 衍射擴(kuò)散器? 衍射和折射光束整形器? 計(jì)算全息（CGH）? 相位板? 全息圖 被紅色和綠色激光照射的衍射線擴(kuò)散器和環(huán)擴(kuò)散器衍射光學(xué)元件可以用包括聚焦透鏡，準(zhǔn)直透鏡，光束擴(kuò)展器和傅立葉透鏡來建模。

附件下載聯(lián)系工作人員獲取附件本文討論了衍射光學(xué)元件（DOE）和超透鏡（metalens）的設(shè)計(jì)過程。主要目的是為剛接觸這個(gè)課題的設(shè)計(jì)者提供一個(gè)起點(diǎn)，看看OpticStudio有哪些方法可使用。對(duì)包括DOE/metalens在內(nèi)的系統(tǒng)進(jìn)行模擬和設(shè)計(jì)總是很棘手，沒有通用的方法來處理所有情況。設(shè)計(jì)師需要根據(jù)具體情況決定其設(shè)計(jì)策略。

混合透鏡結(jié)合了經(jīng)典折射元件和衍射結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，因此在不同光學(xué)應(yīng)用中成為一種很有前景的方法，例如用于治療白內(nèi)障的人工晶狀體植入。特別是，折射率和衍射表面的相反色散符號(hào)使色差的校正成為可能。為了精確地建模和設(shè)計(jì)這種混合元件，有必要通過系統(tǒng)對(duì)衍射效應(yīng)進(jìn)行深入分析。這包括評(píng)估實(shí)際結(jié)構(gòu)的衍射效率與點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)(PSF)的快速精確計(jì)算相結(jié)合。

VirtualLab Fusion在單一平臺(tái)上高度靈活的可互操作建模技術(shù)方法是實(shí)現(xiàn)經(jīng)典透鏡精確快速建模和衍射透鏡不同級(jí)次衍射效率計(jì)算的關(guān)鍵。 為了說明該軟件在這方面的能力，在實(shí)例中分析了所設(shè)計(jì)混合透鏡的近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)視圖。此外，為了進(jìn)一步優(yōu)化光學(xué)函數(shù)，還研究了改變二元元件高度對(duì)衍射效率的影響。

衍射光學(xué)元件(DOE, Diffractive Optical Element)是近幾年蓬勃發(fā)展的新興光學(xué)元件。衍射光學(xué)元件是通常采用微納刻蝕工藝構(gòu)成二維分布的衍射單元，每個(gè)衍射單元可以有特定的形貌、折射率等，對(duì)激光波前位相分布進(jìn)行精細(xì)調(diào)控。激光經(jīng)過每個(gè)衍射單元后發(fā)生衍射，并在一定距離（通常為無窮遠(yuǎn)或透鏡焦平面）處產(chǎn)生干涉，形成特定的光強(qiáng)分布。

仿真過程? 此案例介紹了如何將一個(gè)折射透鏡轉(zhuǎn)換成具有同樣焦距的二元衍射透鏡；? 此外，還介紹了在VirtualLab如何使用雙界面元件（DIC）以更好的來模擬像素化光學(xué)界面元件。? 光路圖： 3.

用人造元件直接模仿人眼的自然過程面臨著幾個(gè)挑戰(zhàn)，因此這仍然是一個(gè)尚未解決的問題。然而，衍射人工晶狀體可以同時(shí)為多個(gè)觀察距離提供一個(gè)易于使用的解決方案。本文展示了如何使用光線追蹤和衍射分析來實(shí)現(xiàn)基于真實(shí)表面形狀的浮雕型衍射透鏡的真實(shí)模型，并展示了該模型在全面評(píng)估系統(tǒng)性方面的優(yōu)勢(shì)。

更多信息在：衍射透鏡元件總結(jié)——元件 軸上情況：折射鏡頭 軸上情況：理想衍射透鏡 離軸情況：折射鏡頭 離軸情況：理想衍射透鏡 VirtualLab Fusion技術(shù)文檔信息 拓展閱讀- 眼內(nèi)衍射透鏡的設(shè)計(jì)與分析- 衍射透鏡元件- 從Zemax Optical Studio

用人造元件直接模仿人眼的自然過程面臨著幾個(gè)挑戰(zhàn)，因此這仍然是一個(gè)尚未解決的問題。然而，衍射人工晶狀體可以同時(shí)為多個(gè)觀察距離提供一個(gè)易于使用的解決方案。本文展示了如何使用光線追蹤和衍射分析來實(shí)現(xiàn)基于真實(shí)表面形狀的浮雕型衍射透鏡的真實(shí)模型，并展示了該模型在全面評(píng)估系統(tǒng)性方面的優(yōu)勢(shì)。

混合透鏡結(jié)合了經(jīng)典折射元件和衍射結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，因此在不同光學(xué)應(yīng)用中成為一種很有前景的方法，例如用于治療白內(nèi)障的人工晶狀體植入。特別是，折射率和衍射表面的相反色散符號(hào)使色差的校正成為可能。為了精確地建模和設(shè)計(jì)這種混合元件，有必要通過系統(tǒng)對(duì)衍射效應(yīng)進(jìn)行深入分析。這包括評(píng)估實(shí)際結(jié)構(gòu)的衍射效率與點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)(PSF)的快速精確計(jì)算相結(jié)合。

描述了全息光柵-透鏡幾何結(jié)構(gòu)，并已經(jīng)給出模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。對(duì)于在可見光范圍（<0.9μm）中具有更多能隙的系統(tǒng)，IoBB顯示較大值。 光柵-透鏡幾何結(jié)構(gòu)的離軸衍射角導(dǎo)致彗差和顯著的系統(tǒng)損耗。提出并演示了使用共軛記錄幾何來補(bǔ)償這種損耗的方法。 正在進(jìn)行的工作包括使用系統(tǒng)度量結(jié)合已建立的用于全息光學(xué)元件中的最小化像差技術(shù)來增加總體光電轉(zhuǎn)換效率。 5.

傳統(tǒng)鏡頭分析多依托幾何鏡頭設(shè)計(jì)等專業(yè)工具，而在需要精細(xì)化衍射分析的實(shí)際場(chǎng)景中，光學(xué)仿真需兼顧衍射效應(yīng)等關(guān)鍵物理特性。本次我將以像散轉(zhuǎn)換器為實(shí)操案例，為大家講解如何通過 VirtualLab Fusion 導(dǎo)入鏡頭文件，完成包含衍射分析的光學(xué)系統(tǒng)仿真。圖1.

衍射透鏡的設(shè)計(jì)任務(wù) 從OpticStudio導(dǎo)入光學(xué)系統(tǒng) 遠(yuǎn)場(chǎng)：OpticStudio導(dǎo)入的一致性 近場(chǎng)：OpticStudio導(dǎo)入的一致性 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：衍射透鏡剖面高度 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：衍射透鏡剖面高度 ? 由于是二元衍射透鏡，選擇了具有2

球面和非球面界面用于在成像系統(tǒng)中創(chuàng)建透鏡和反射鏡。在非成像光學(xué)中，自由曲面被用來故意引入特定的像差以塑造光的能量分布。在每種情況下，表面都將入射波前的相位轉(zhuǎn)換為符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的特定輸出相位。平面表面可以實(shí)現(xiàn)通常通過光滑表面進(jìn)行的相同相位變換。本文探討了設(shè)計(jì)平面透鏡的基本原理，包括菲涅爾透鏡、衍射透鏡和超透鏡。所有示例均使用VirtualLab Fusion (VLF) 軟件進(jìn)行。

球面和非球面界面用于在成像系統(tǒng)中創(chuàng)建透鏡和反射鏡。在非成像光學(xué)中，自由曲面被用來故意引入特定的像差以塑造光的能量分布。在每種情況下，表面都將入射波前的相位轉(zhuǎn)換為符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的特定輸出相位。平面表面可以實(shí)現(xiàn)通常通過光滑表面進(jìn)行的相同相位變換。本文探討了設(shè)計(jì)平面透鏡的基本原理，包括菲涅爾透鏡、衍射透鏡和超透鏡。所有示例均使用VirtualLab Fusion (VLF) 軟件進(jìn)行。

眼內(nèi)衍射透鏡的設(shè)計(jì)與分析 衍射光學(xué)已成為多領(lǐng)域不可或缺的技術(shù)之一，尤其在當(dāng)今醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用。眼內(nèi)衍射透鏡就是一個(gè)典型的應(yīng)用實(shí)例，其植入眼內(nèi)以治療白內(nèi)障或近視。衍射透鏡與原始人眼結(jié)構(gòu)一起，構(gòu)成了一個(gè)混合透鏡系統(tǒng)。

衍射透鏡的設(shè)計(jì)任務(wù) 從OpticStudio導(dǎo)入光學(xué)系統(tǒng) 遠(yuǎn)場(chǎng)：OpticStudio導(dǎo)入的一致性 近場(chǎng)：OpticStudio導(dǎo)入的一致性 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：衍射透鏡剖面高度 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：衍射透鏡剖面高度 ? 由于是二元衍射透鏡，選擇了具有2個(gè)高度階的量化結(jié)構(gòu)-