超透鏡是一種通過控制表面納米結構來調制光束的幅度和相位，進而實現波前操控（如光束偏轉、光束聚焦和偏振分束等）的新型技術，現有的超透鏡設計一般分為介質天線結構和金屬諧振結構兩種。

一、介質天線結構

對于超透鏡的各種應用來說，首先需要超透鏡的單元，即介質天線結構的透過相位可以在360°的相位范圍內進行自由調制。因此，我們第一步要做的便是對不同結構參數下的超透鏡單元進行仿真模擬，并輸出其掃描相位結果，如圖1所示為簡單的矩形介質結構超表面通過腳本掃描得到的結果。在這一過程中，通常需要點監視器、面監視器以及其他監視器的協同，并通過腳本或者FDTD自帶的掃描功能對相位結果進行輸出。

圖 1 不同結構參數下的相位掃描圖

在論文的復現或者書寫過程中，一般還會對結構的電場、磁場或者相位進行對比和輸出，因此也需要利用軟件對一些關鍵的場強分布進行模擬和輸出，如圖2所示為兩個不同結構參數下的磁場分布和截面相位分布圖，從相位分布圖中可以看出通過改變結構參數，其透過率相位發生了一定程度的偏移，這便是后續進行超透鏡整體建模的基礎。在這一過程中，一般僅涉及入門板塊中各監視器輸出圖像的內容以及相關后處理的操作。

圖2 兩個不同結構參數下的截面磁場分布和截面相位分布圖

二、金屬諧振結構

除了這種介質天線結構外，還有大量的研究集中于金屬諧振結構，如圖3所示，這種結構的仿真思路基本第一種結構相同，僅存在部分細節的不同。

圖3 金屬諧振諧振結構和FDTD仿真域

對于金屬諧振結構來說，一般將其反射相位作為超透鏡陣列調控的參數，因此需要對結構的反射率以及反射相位進行仿真模擬，如圖3所示為普通矩形金結構在寬波長范圍下的反射率和反射相位曲線（通常需要對該曲線進行后處理，使其直接輸出角度制的相位）。

 

圖4 金屬諧振結構在寬波長范圍下的反射率曲線和反射相位曲線

同樣，也可以對金屬諧振結構表面的電場和磁場進行模擬和輸出，如圖5所示。這一步驟與超材料吸波體、電磁誘導透明和超材料濾波器等器件的模擬基本一致。與介質天線結構類似，后續也需要對不同參數下的金屬諧振結構進行掃描并將其相位進行輸出，以便后續超透鏡的相關設計。

圖5 金屬諧振結構的表面電場圖和磁場實部圖

以上工作準備完成后，我們才可以根據超透鏡的功能需求對其陣列進行設計以及相關的建模和仿真工作.

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