超透鏡仿真
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
超透鏡仿真的視頻教程
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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基于ABAQUS 的橡膠超彈性仿真專題培訓
13.網格劃分注意事項及質量控制 14.大變形下的單軸拉伸仿真實操案例 15.橡膠材料疲勞失效機制介紹（裂紋萌生與擴展階段） 16.疲勞壽命預測模型（能量法、應變法等） 17.fe-safe分析流程總覽 18.ABAQUS疲勞分析模型準備 19.fe-safe導入與載荷設置 20.疲勞壽命預測仿真案例演練 21.疲勞結果評估與壽命熱圖解讀
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超透鏡仿真的實例教程
仿真可幫助設計人員分析由衍射光學元件調制時的場分布、遠場方向圖和波前變化。
Ansys Lumerical套件、Ansys Speos軟件和Ansys Zemax OpticStudio軟件都可以對衍射光學元件進行仿真。在Lumerical套件中，可以使用FDTD和RCWA求解器對單個組件進行設計，而在OpticStudio軟件中，可以對DOE的性能進行分析。這些軟件包使您能夠同時對單個透鏡或多個透鏡進行仿真。
借助光柵耦合器和微透鏡，實現光從光纖向波導的傳播與耦合
使用Lumerical亞波長模型插件對可變入射光的衍射反射進行仿真，并在Speos軟件中創建光譜錐光圖動畫
超透鏡的設計和仿真
仿真軟件可以顯示光如何穿過具有不同元原子布局和尺寸的超透鏡，然后導出用于制造的設計數據。這些仿真技術，可用于開發增強現實和緊湊型投影儀應用的透鏡。Ansys軟件中的多GPU設置，可通過結合多個GPU的內存和處理能力來加速仿真性能，使您能夠對包含數百萬個元原子的大型超透鏡系統進行仿真。
在OpticStudio軟件中使用Lumerical超透鏡插件進行的超透鏡仿真
共封裝光學仿真
Lumerical套件的共封裝光學仿真，可以對光如何通過波導傳播進行建模，并展示波導形狀在光波分束與引導中的重要作用。這些數字模型展示了共封裝光學如何支持PIC的開發。此外，光學仿真還可以幫助設計人員評估衍射光柵將光耦合到波導的效率，并展示了如何調控光的傳播方式，以適應后續波導的形狀和尺寸。與此同時，它們還可以對如何組合波前以形成特定圖樣進行建模。
展開 圖2：幻燈片#14
幻燈片 #13–15
在 VirtualLab Fusion 的眾多技術創新中，幾何光學在電磁場建模方面的進步使其能夠順利與其他物理光學仿真技術相結合。為了實現這一目標，我們遵循了 Max Born 和 Emil Wolf 數十年前提出的指導原則 [1]，他們曾強烈建議將幾何光學的基礎擴展至電磁場。通過采用我們統一的多尺度仿真（multiscale simulation）方法，可以無縫銜接傳統透鏡曲面的幾何光學建模與超透鏡（metalens）的高級仿真模型。這種方法在 VirtualLab Fusion 中實現了前所未有的多尺度仿真速度。
圖3：幻燈片#17
幻燈片 #22
在 VirtualLab Fusion 的多尺度仿真框架中，整合超透鏡（metalenses）的主要挑戰在于創建一個能夠與其他光學元件（如傳統透鏡）的仿真模型無縫交互的超透鏡仿真模型。在探討我們如何應對這一挑戰之前，我們需要先回答一個關鍵問題：將平面透鏡集成到光學設計中，預期會帶來哪些結果？
第三章
超透鏡的潛在應用
幻燈片 #24–29
為了解答這個問題，我們首先做出一些基本觀察。為了生成物點圖像，例如軸向物點圖像，我們設計一個合適的曲面。將這個曲面替換為平面透鏡不會改變物面和像面的距離。因此，平面透鏡的形狀變化不會減少系統的長度。接下來，我們添加另一個物點，這需要一個不同的曲面來實現精確成像。單一曲面無法準確成像多個物點。因此，增加更多的曲面來校正像差是至關重要的，這在透鏡設計中是一個公認的概念。目前沒有證據表明平面透鏡可以消除這一需求。為了進一步理解，我們考慮一個光束擴展器的設計。在這種情況下，初始透鏡用于將入射平面相位轉換為聚焦或發散的球面相位。以發散情況為例。第二個透鏡用于將入射光準直。
展開 主要集中在光子學多物理場求解器增強，FDTD GPU 加速支持，超透鏡流程優化，鈮酸鋰調制器支持，光子集成電路仿真能力增強， GUI增強和云計算支持等。
光子學核心技術
1、RCWA 功能增強
?新增 RCWA求解器下的電磁場監視器，用于更多類似超透鏡的仿真驗證需求。
?支持非正交結構單元的仿真求解，可以實現更復雜光柵結構的快速仿真。
?支持仿真結果一鍵導出成 *.json 文件用于LSWM模型的幾何光學耦合仿真。
2、超透鏡工作流優化
?更快的 RCWA 模擬：支持分布式掃描計算。
?支持處理直徑高達 25 毫米的超透鏡，性能提高 10-100 倍。
?支持導出更輕的 GDS 文件用于生產制造。
?RCWA 中改進場拼接方法工作流，使得可以處理具有緩慢變化的大直徑超透鏡，速度更快且精度更高。
3、Charge 中各向異性介電材料的支持
?新支持半導體、合金和絕緣體等材料的各向異性相對介電常數定義。
?材料庫中新增不同晶體切割的鈮酸鋰材料屬性。
?關鍵應用：薄膜鈮酸鋰 (TFLN) 電光調制器，官網案例即將發布！
光子學生態
1、新的 CML Compiler 用戶界面
?狀態窗口顯示每個器件的編譯/QA 狀態。
?只需單擊按鈕即可輕松部署新模型、重命名和刪除現有器件。
?GUI 界面直接顯示模型編譯狀態的 log 信息。
2、Layer Builder 的布爾運算
?支持多個掩模層之間任意組合的布爾運算。
展開 說明
本案例的目的是設計一個由圓柱形納米棒組成的衍射超透鏡，人為調整納米棒的半徑和排列可以在超透鏡表面上產生所需的相位分布。該設計的近場和遠場分析在Ansys FDTD、RCWA（嚴格耦合波分析）和 OpticStudio中得到驗證。
注意：在 Zemax 中進行進一步分析需要 OpticStudio 12 以上版本。
概述
了解模擬工作流程和關鍵結果
超透鏡由精心排列的具有亞波長結構的“單位晶格”或“元原子”組成。通過調整這些單位晶格元件的幾何形狀，人們可以修改元件對于平面波的相位響應情況。借助幾何參數方面的相位知識，可以通過將元原子放置在必要的位置來創建具有任意相位分布的超透鏡。
第1步：定義目標相位分布
第一步是定義超透鏡的目標相位分布。對于最常見的透鏡類型，例如球面或柱面元件，我們可以使用已知的解析解獲取相位分布。然而，對于更復雜的系統，解析解將不存在或難以計算，我們可以使用光線追跡和優化功能在OpticStudio中設計理想的相位掩模。
第2步：單位單元仿真-高度和半徑掃描
在這一步中，我們掃描納米棒的高度和半徑，并獲得其透射、相位和近場信息，從而選擇出對應所需傳輸和相位特性的納米棒高度情況，然后保存相位與光場相對于半徑的結果以供后續步驟使用。RCWA求解算法將作為單元原子模擬的推薦/補充工具引入，并與FDTD進行比較以進行驗證。
第3步：整體透鏡設計
一旦從第2步構建了相位/光場相對于半徑的庫，就有兩種方法可用于設計和分析超透鏡整體：
直接仿真：根據上一步的目標相位分布以及其相對于半徑的數據情況，在FDTD中構建和模擬完整的超透鏡。雖然這種方法更直接，但它可能會在內存和仿真時間方面帶來挑戰，尤其是對于較大的超透鏡而言。
展開 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）。
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Ansys軟件中的多GPU設置，可通過結合多個GPU的內存和處理能力來加速仿真性能，使您能夠對包含數百萬個元原子的大型超透鏡系統進行仿真。
在OpticStudio軟件中使用Lumerical超透鏡插件進行的超透鏡仿真
共封裝光學仿真
Lumerical套件的共封裝光學仿真，可以對光如何通過波導傳播進行建模，并展示波導形狀在光波分束與引導中的重要作用。
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
在橡膠產品的設計與仿真中，仿真結果的可靠性，首先取決于輸入的材料模型是否準確。一個僅基于單軸拉伸數據構建的模型，可能嚴重偏離材料在多軸真實受力下的行為，導致剛度、壽命等性能預測錯誤或設計過度保守。
我們提供的系統化測試服務，旨在通過一系列標準試驗，完整刻畫橡膠材料在各種變形模式下的力學響應，為您構建高保真度的仿真模型提供堅實的數據基礎。
全面的超彈本構關系
適合人群：電機設計工程師、電力電子工程師、PCB設計工程師
NO.4 Ansys Lumerical & Zemax & Speos 2026 R1新功能
核心價值：納米光子學、超透鏡、衍射光學仿真；光通信、半導體及高科技領域的仿真驅動工藝決策。
前言
在光學設計領域，鏡頭系統是核心研究對象，鏡頭相關設計與仿真在光學設計中占據著重要比重。傳統鏡頭分析多依托幾何鏡頭設計等專業工具，而在需要精細化衍射分析的實際場景中，光學仿真需兼顧衍射效應等關鍵物理特性。本次我將以像散轉換器為實操案例，為大家講解如何通過 VirtualLab Fusion 導入鏡頭文件，完成包含衍射分析的光學系統仿真。
圖1. 模式像散轉換器概念圖
如圖1所示
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
7/9, 上海
Ansys Fluent多相流仿真分析高級培訓
Fluent、CFX
7/10, 上海
Ansys Rocky的多物理場仿真高級培訓
Rocky，Fluent，Motion
7/14, 上海/深圳
超透鏡仿真
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
