超表面透鏡
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
超表面透鏡的視頻教程
040 – COMSOL等離激元超透鏡（含演示，100元）
包含的文件截圖（手機端可能無法顯示圖片，請在電腦端查看）： 詳細描述（手機端可能無法顯示圖片，請在電腦端查看）： 如上圖所示，在玻璃襯底上鍍一層405nm厚的銀膜，然后再在銀膜上刻蝕同心環狀凹槽，形成一個超透鏡。圖中d0 = 75 nm, p = 300 nm, w = 70 nm, h = 405 nm, R = 1.83 um。
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CST超表面材料仿真實戰
適用于在讀微波、太赫茲、光學人工合成復合超表面材料研究的研究生、本科生，以及從事軍品整流罩、天線罩、吸波尖劈等行業設計人員； 課程對超材料主流的頻率選擇表面、高阻抗表面、理想吸收體、極化轉化器、輻射表面、波前控制表面、非線性超表面做了講解，并著重對極化轉換類超材料做展開，在石墨烯課程中講解了相位梯度、波束形成、吸波體、EIT等學術熱門分類 課程以理論和仿真為主，對近期的SCI原刊做內容講解和一步步的仿真演示
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008 - FDTD窄帶超表面吸收器（含講解視頻）
008 - FDTD窄帶超表面吸收器（含講解，80元） ? 基本介紹： ·? 主要內容：根據發表在 Journal of Nonlinear Optical Physics & Materials 上的文獻《Ultra-narrow-band perfect absorber based on high-order plasmonic resonance in metamaterial作者：
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超表面透鏡的實例教程
在微納光子學領域中，相關研究往往與超表面（meta-surfaces）這一概念聯系在一起 [1,2]。超表面是由微納尺度的結構單元鋪成的二維平面，每個單元對入射到其位置的光進行調制，所有結構加起來實現對光的總調制。當前幾乎所有常用的光學元件，例如透鏡、偏振鏡、濾光片，都能被體積更小的超表面實現。
如何獲得一片超表面？這需要經過兩個步驟：設計與加工。對于設計，人們根據擬實現的超表面，對每個結構單元進行參數化，即確定在什么空間位置對反射或透射光的幅度、相位或極化進行怎樣的改變。而后利用仿真軟件，通過掃描結構的幾何與電磁參數，設計出結構單元。雖然設計過程以數值仿真為主，但指導與理解設計依賴于微納光子學中的物理概念，包括諧振、幾何相位、傳播相位等等。
設計完成后，人們對超表面進行加工。超表面結構單元尺寸通常有幾百納米，而細部尺寸可能僅有幾十納米。電子束光刻 (electron-beam lithography)具有高精度的優勢，是目前人們加工超表面的首選方法。然而電子束光刻受制于成本高、產量低的缺點，不能滿足以應用為主要目的，高產量加工的需求。因此，發展兼具納米精度、成本低、高產量的超表面加工技術是超表面從實驗室走向產品應用的核心關鍵。
論文導讀
有別于電子束光刻，納米壓印兼具低成本、高產量和高分辨率的優勢[3]。顧名思義，納米壓印通過機械“壓印”的方式將主模板的圖形轉移到另一媒介上，如同印章過程。
展開 超透鏡和超表面因其操縱電磁場的獨特特性而在科學上聲名鵲起，如今它們的制造已經變得可行。但它們的設計難度遠遠超過了傳統鏡片，因為必須考慮到納米級構件的特性。
VirtualLab Fusion的優勢
□ 統一的平臺：具有將納米級構建模塊和大尺寸復合透鏡/表面作為整體的求解器
□ 從Zemax中導入功能型設計，或通過公式直接定義
□ 內置了嚴格的傅里葉模態法（FMM），也稱為嚴格耦合波法（RCWA），包含完全矢量信息
□ 應用便捷的圖形用戶界面來設置納米構建模塊，比如典型的納米片（Nanofin）和納米柱（Nanopillar）
□ 查找表的概念將嚴格的構建模塊分析結果與大尺寸超透鏡/表面建模相聯系
超透鏡
□ 超透鏡的功能特性可以通過多項式系數來具體表示，比如從Zemax中導入。
□ 仿真可以在不同的層面上進行：可以基于理想模型進行仿真，也可以直接結合納米構建模塊特性進行仿真。
□ 靈活地將超透鏡與其他元件一起包含在一個光學系統中。
超全息圖
□ 傳統的相位全息圖通過在透明基底上刻蝕不同的深度來實現相位輪廓，這通常只適用于近軸情況。
□ 這種相位輪廓也可以通過具有空間變化的納米尺度構建模塊的超表面來實現。
□ 使用超表面構建模塊，可以以一種直接的方式設計高數值孔徑全息圖。
納米片（Nanofin）構建模塊
□ Nanofin結構的工作原理是基于雙折射原理。它的相位操縱是通過單個Nanofin的旋轉來實現的。
□ 為了實現其作為半波片的功能，必須仔細優化Nanofin的結構參數。
□ 由于雙折射特性，以Nanofin為構建模塊的超透鏡具有偏振敏感性。
納米柱（Nanopillar）構建模塊
□ 由高折射率材料制成的旋轉對稱Nanopillar是另一種常見的超表面構建模塊。
展開 超透鏡和超表面因其操縱電磁場的獨特特性而在科學上聲名鵲起，如今它們的制造已經變得可行。但它們的設計難度遠遠超過了傳統鏡片，因為必須考慮到納米級構件的特性。
VirtualLab Fusion的優勢
? 統一的平臺：具有將納米級構建模塊和大尺寸復合透鏡/表面作為整體的求解器
? 從Zemax中導入功能型設計，或通過公式直接定義
? 內置了嚴格的傅里葉模態法（FMM），也稱為嚴格耦合波法（RCWA），包含完全矢量信息
? 應用便捷的圖形用戶界面來設置納米構建模塊，比如典型的納米片（Nanofin）和納米柱（Nanopillar）
? 查找表的概念將嚴格的構建模塊分析結果與大尺寸超透鏡/表面建模相聯系
超透鏡
? 超透鏡的功能特性可以通過多項式系數來具體表示，比如從Zemax中導入。
? 仿真可以在不同的層面上進行：可以基于理想模型進行仿真，也可以直接結合納米構建模塊特性進行仿真。
? 靈活地將超透鏡與其他元件一起包含在一個光學系統中。
超全息圖
? 傳統的相位全息圖通過在透明基底上刻蝕不同的深度來實現相位輪廓，這通常只適用于近軸情況。
? 這種相位輪廓也可以通過具有空間變化的納米尺度構建模塊的超表面來實現。
? 使用超表面構建模塊，可以以一種直接的方式設計高數值孔徑全息圖。
納米片（Nanofin）構建模塊
? Nanofin結構的工作原理是基于雙折射原理。它的相位操縱是通過單個Nanofin的旋轉來實現的。
展開 超透鏡和超表面因其操縱電磁場的獨特特性而在科學上聲名鵲起，如今它們的制造已經變得可行。但它們的設計難度遠遠超過了傳統鏡片，因為必須考慮到納米級構件的特性。
VirtualLab Fusion的優勢
? 統一的平臺：具有將納米級構建模塊和大尺寸復合透鏡/表面作為整體的求解器
? 從Zemax中導入功能型設計，或通過公式直接定義
? 內置了嚴格的傅里葉模態法（FMM），也稱為嚴格耦合波法（RCWA），包含完全矢量信息
? 應用便捷的圖形用戶界面來設置納米構建模塊，比如典型的納米片（Nanofin）和納米柱（Nanopillar）
? 查找表的概念將嚴格的構建模塊分析結果與大尺寸超透鏡/表面建模相聯系
超透鏡
? 超透鏡的功能特性可以通過多項式系數來具體表示，比如從Zemax中導入。
? 仿真可以在不同的層面上進行：可以基于理想模型進行仿真，也可以直接結合納米構建模塊特性進行仿真。
? 靈活地將超透鏡與其他元件一起包含在一個光學系統中。
超全息圖
? 傳統的相位全息圖通過在透明基底上刻蝕不同的深度來實現相位輪廓，這通常只適用于近軸情況。
? 這種相位輪廓也可以通過具有空間變化的納米尺度構建模塊的超表面來實現。
? 使用超表面構建模塊，可以以一種直接的方式設計高數值孔徑全息圖。
納米片（Nanofin）構建模塊
? Nanofin結構的工作原理是基于雙折射原理。它的相位操縱是通過單個Nanofin的旋轉來實現的。
? 為了實現其作為半波片的功能，必須仔細優化Nanofin的結構參數。
? 由于雙折射特性，以Nanofin為構建模塊的超透鏡具有偏振敏感性。
展開 超表面（metasurface）是由具有特殊電磁屬性的人工原子按照一定的排列方式組成的二維平面結構，可實現對入射光的振幅、相位、偏振等靈活的調控，具有強大的光場操控能力。與超材料相比，超表面不僅了突破了傳統材料電磁屬性，其二維平面結構還克服超材料三維結構加工難度大等問題，為納米光學器件集成化，小型化提供便利。
超表面可以組成具有透鏡功能的納米結構，因此便有了超透鏡。起初，超透鏡由哈佛大學應用物理系教授 Federico Capasso 及其在佛大學約翰·保爾森工程和應用科學學院（SEAS）的科研小組開發。不同于傳統透鏡，超透鏡最大優點就是：輕薄（厚度為納米級）和小型化。其功能遠遠超越傳統透鏡，并有望徹底顛覆傳統光學裝置中笨重繁瑣的透鏡組，使得手機攝像頭、眼鏡、虛擬現實和增強現實硬件都變得非常輕薄。
前不久，筆者剛介紹過美國哈佛大學約翰·保爾森工程和應用科學學院（SEAS）的科研人員開發的大面積自適應超透鏡（metalens），它有望成為未來的“人造眼”。
（圖片來源：Capasso 實驗室 / Harvard SEAS）
超材料和微機電系統（MEMS）兩項技術看似無關，但是科研人員在嘗試將它們結合。例如，美國杜克大學科研人員就結合這兩項技術，設計出了首個具有紅外線發射特性的超穎材料裝置，它不僅能夠顯示出迅速變化的紅外線圖案，還可用于廢熱利用。此外，這種可重構的超穎材料還有望應用于動態紅外線光學隱身斗篷，以及紅外線范圍內的負折射率介質。
（圖片來源：參考資料【2】）
創新
近日，美國能源部（DOE）阿貢國家實驗室與哈佛大學的研究人員進行合作，首次將在光通信、生物成像、激光雷達（LIDAR）系統中廣泛應用的兩種技術：微機電系統（MEMS）和超透鏡結合到了一起，成功地制造出位于MEMS平臺頂層之上的超透鏡。
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超表面透鏡的最新內容
其中一些元件如今已經應用于光學領域，如衍射光柵，而其他新型元件被視為新一代光學透鏡（例如超表面和超透鏡）。
DOE可精確控制光波的相位、偏振和強度，因此具有極高的應用價值。另外，其比傳統折射光學元件更薄、更輕，從而可以減少光學系統的尺寸、重量和成本。
01/超表面成像發展態勢
? 應用場景全面拓展
1.消費電子領域，旗艦手機、折疊屏設備迫切需要超薄攝像頭模組，超表面透鏡可替代傳統 3-5 片玻璃透鏡，將鏡頭厚度壓縮至 1mm 以內，同時降低功耗與成本；
2.AR/VR 領域，超表面鏡片能實現輕量化（單鏡片重量 < 0.1g）、大視場與高成像質量，解決當前設備厚重、邊緣色差明顯的痛點；
3.車載與安防領域
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光波導+超表面解決方案線下活動
當下，AR/VR、光通信、超透鏡、微納成像等領域飛速發展，光波導作為 AR 顯示核心、超表面作為光學系統小型化關鍵，設計與仿真難度陡增。
2026年5月15日，OAS 光學軟件光波導仿真 + 超表面仿真解決方案線下活動將于上海舉辦，助您掌握光波導/超表面仿真設計核心技能。誠邀光學領域各位專家、
授課時間
2026/5/19（二）-5/20（三）
AM 9:00-PM 16:00
授課地點
上海市嘉定區南翔銀翔路819號中暨大廈18樓1805室
課程講師
訊技光電工程團隊及資深顧問
課程費用
4800RMB/1人次
(課程包含課程材料費、開票稅金、午餐費)
課程簡介
授課時間：：2026/5/28（四）-5/29（五）（各城市并行開課）
課程時數：2天/城市
授課地點：深圳市光明區鳳凰街道尚智科技園1棟B座1503
課程講師：訊技光電工程師隊
課程費用：3600RMB/1人次
(課程包含課程材料費、開票稅金、午餐費)
課程簡介
Course Introduction
光柵是現代光學系統中最為常用的一種衍射光學元件
當超構表面將透鏡、相位編碼板乃至分光功能集成于一個平面時，“極簡”才真正從愿景走向物理現實。
液體透鏡則將“極簡”推向了動態自適應的新高度。 它不僅去掉了機械調焦馬達——傳統光學中最笨重、最脆弱的環節——更根本上改變了系統的運作邏輯。
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原文信息
原文標題：“Suppressing meta-holographic artifacts by laser coherence tuning（通過激光相干性調控抑制超表面全息偽影）”
第一作者：Yaniv Eliezer
通訊作者：Shumin Xiao、Qinghai Song、Hui Cao
01/超表面全息的偽影困境
在許多現代光學設計應用中，人們普遍傾向于使系統盡可能緊湊。手機中的攝像頭就是這種趨勢的最主流例子之一。雖然重點通常放在成像元件本身（例如，通過采用扁平元件來減少鏡頭的體積），但為了在保留所需功能的同時使系統盡可能小，解決元件之間的距離問題也是必要的。例如，可以通過將系統折疊起來，利用相同的體積實現多個傳播步驟，但這并不是唯一可行的策略。
我們將介紹多層超表面空間板的模擬（由 O. Reshef
超透鏡的設計與分析3個月前
設計任務
透鏡是一種透射光學裝置，通過改變光的相位使光聚焦或散焦。與傳統透鏡不同，超透鏡的優點是能夠在非常薄的層中實現所需的相位變化，使用的結構尺寸在波長量級及以下，而不需要復雜和體積龐大的透鏡組。在這個例子中，我們展示了使用圓柱形介電納米柱超構透鏡的設計過程。由于其納米級結構和高折射率對比度，電磁場的全矢量建模是必不可少的
摘要
透鏡是一種透射光學裝置，通過改變光的相位使光聚焦或散焦。與傳統透鏡不同，超透鏡的優點是能夠在非常薄的層中實現所需的相位變化，使用的結構尺寸在波長量級及以下，而不需要復雜和體積龐大的透鏡組。在這個例子中，我們展示了使用圓柱形介電納米柱超構透鏡的設計過程。由于其納米級結構和高折射率對比度，電磁場的全矢量建模是必不可少的。對于初始配置，使用E. Bayata工作中的參數。
設計任務
