不知火舞的被虐|伊人天伊人天天综合网|博洛尼亚天气|任你懆这里只有精品4|久久美日韩精品久久|掌中之物漫画免费阅读观看|0丨d老妇

超透鏡是一種通過控制表面納米結(jié)構(gòu)來調(diào)制光束的幅度和相位，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)波前操控（如光束偏轉(zhuǎn)、光束聚焦和偏振分束等）的新型技術(shù)，在之前的文章中已經(jīng)簡單介紹了介質(zhì)天線結(jié)構(gòu)和金屬諧振結(jié)構(gòu)的單元仿真，在掃描了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對應(yīng)的相位后，就可以根據(jù)目標(biāo)相位曲線進(jìn)行相關(guān)建模和仿真。

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(zhàn)在于創(chuàng)建一個(gè)能夠與其他光學(xué)元件（如傳統(tǒng)透鏡）的仿真模型無縫交互的超透鏡仿真模型。在探討我們?nèi)绾螒?yīng)對這一挑戰(zhàn)之前，我們需要先回答一個(gè)關(guān)鍵問題：將平面透鏡集成到光學(xué)設(shè)計(jì)中，預(yù)期會(huì)帶來哪些結(jié)果？

該文呈現(xiàn)了較小規(guī)模超透鏡的工作流程，此工作流使用lumerical搭配OpticStudio的物理光學(xué)傳播（POP）工具可以評估的十分全面，然而從工作流的方法中也呈現(xiàn)出仿真所需的內(nèi)存隨著鏡頭尺寸變大而變大，大到超出目前內(nèi)存能力的程度，會(huì)限制仿真的超表面尺寸。在本文中，介紹了設(shè)計(jì)直徑為20毫米的大型超透鏡的工作流程。

此外，超透鏡本質(zhì)上是基于波動(dòng)光學(xué)的，但需要將它們整合到光線追蹤系統(tǒng)中。此工作流使用lumerical搭配OpticStudio的物理光學(xué)傳播（POP）工具可以評估的十分全面，然而從工作流的方法中也呈現(xiàn)出仿真所需的內(nèi)存隨著鏡頭尺寸變大而變大，大到超出目前內(nèi)存能力的程度，會(huì)限制仿真的超表面尺寸。在本文中，介紹了設(shè)計(jì)直徑為20毫米的大型超透鏡的工作流程。

第3步：整體透鏡設(shè)計(jì)一旦從第2步構(gòu)建了相位/光場相對于半徑的庫，就有兩種方法可用于設(shè)計(jì)和分析超透鏡整體：直接仿真：根據(jù)上一步的目標(biāo)相位分布以及其相對于半徑的數(shù)據(jù)情況，在FDTD中構(gòu)建和模擬完整的超透鏡。雖然這種方法更直接，但它可能會(huì)在內(nèi)存和仿真時(shí)間方面帶來挑戰(zhàn)，尤其是對于較大的超透鏡而言。

中山大學(xué)希望通過仿真工具在有限時(shí)間內(nèi)評估不同的超構(gòu)光學(xué)透鏡方案，靈活更改超構(gòu)光學(xué)透鏡周圍的浸沒材料，模擬材料變化后超構(gòu)透鏡的光學(xué)性能變化，例如焦點(diǎn)大小和效率；仿真結(jié)果必須和實(shí)驗(yàn)結(jié)果相近，從而讓仿真技術(shù)為超構(gòu)光學(xué)透鏡方案節(jié)約時(shí)間和設(shè)計(jì)成本。

第3步：整體透鏡設(shè)計(jì)一旦從第2步構(gòu)建了相位/光場相對于半徑的庫，就有兩種方法可用于設(shè)計(jì)和分析超透鏡整體： 直接仿真：根據(jù)上一步的目標(biāo)相位分布以及其相對于半徑的數(shù)據(jù)情況，在FDTD中構(gòu)建和模擬完整的超透鏡。雖然這種方法更直接，但它可能會(huì)在內(nèi)存和仿真時(shí)間方面帶來挑戰(zhàn)，尤其是對于較大的超透鏡而言。

關(guān)于周期性結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，三款主流的仿真軟件FEKO/HFSS/CST均可以用來進(jìn)行仿真，從計(jì)算效率來說CST和HFSS要更為優(yōu)秀，設(shè)置過程來說，CST和FEKO要更為簡便，三種軟件的建模方法分別如下： HFSS：需要設(shè)置主從邊界條件和Floquet模，計(jì)算速度快，精度高，參數(shù)優(yōu)化也較為便利，具體操作參考B站視頻：周期結(jié)構(gòu)、超表面單元的仿真（HFSS入門教程）； CST：利用模板，

第3步：整體透鏡設(shè)計(jì)一旦從第2步構(gòu)建了相位/光場相對于半徑的庫，就有兩種方法可用于設(shè)計(jì)和分析超透鏡整體：直接仿真：根據(jù)上一步的目標(biāo)相位分布以及其相對于半徑的數(shù)據(jù)情況，在FDTD中構(gòu)建和模擬完整的超透鏡。雖然這種方法更直接，但它可能會(huì)在內(nèi)存和仿真時(shí)間方面帶來挑戰(zhàn)，尤其是對于較大的超透鏡而言。

Ansys軟件中的多GPU設(shè)置，可通過結(jié)合多個(gè)GPU的內(nèi)存和處理能力來加速仿真性能，使您能夠?qū)Π瑪?shù)百萬個(gè)元原子的大型超透鏡系統(tǒng)進(jìn)行仿真。在OpticStudio軟件中使用Lumerical超透鏡插件進(jìn)行的超透鏡仿真共封裝光學(xué)仿真Lumerical套件的共封裝光學(xué)仿真，可以對光如何通過波導(dǎo)傳播進(jìn)行建模，并展示波導(dǎo)形狀在光波分束與引導(dǎo)中的重要作用。

? 仿真可以在不同的層面上進(jìn)行：可以基于理想模型進(jìn)行仿真，也可以直接結(jié)合納米構(gòu)建模塊特性進(jìn)行仿真。 ? 靈活地將超透鏡與其他元件一起包含在一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)中。 超全息圖 ? 傳統(tǒng)的相位全息圖通過在透明基底上刻蝕不同的深度來實(shí)現(xiàn)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(gòu)建模塊的超表面來實(shí)現(xiàn)。

設(shè)計(jì)中采用FDTD全波仿真，優(yōu)化納米柱尺寸，實(shí)現(xiàn)0-2π連續(xù)相位覆蓋及高透射效率(>80%)。仿真結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)超透鏡在1um波長下可生成純度高于90% 的渦旋光束，最后分析超透鏡生成的渦旋光束的拓?fù)潆姾蓴?shù)是否符合理論設(shè)計(jì)。橫向尺寸僅為20μm×20μm。

這一步驟與超材料吸波體、電磁誘導(dǎo)透明和超材料濾波器等器件的模擬基本一致。與介質(zhì)天線結(jié)構(gòu)類似，后續(xù)也需要對不同參數(shù)下的金屬諧振結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描并將其相位進(jìn)行輸出，以便后續(xù)超透鏡的相關(guān)設(shè)計(jì)。圖5 金屬諧振結(jié)構(gòu)的表面電場圖和磁場實(shí)部圖以上工作準(zhǔn)備完成后，我們才可以根據(jù)超透鏡的功能需求對其陣列進(jìn)行設(shè)計(jì)以及相關(guān)的建模和仿真工作.

主要集中在光子學(xué)多物理場求解器增強(qiáng)，F(xiàn)DTD GPU 加速支持，超透鏡流程優(yōu)化，鈮酸鋰調(diào)制器支持，光子集成電路仿真能力增強(qiáng)， GUI增強(qiáng)和云計(jì)算支持等。 光子學(xué)核心技術(shù) 1、RCWA 功能增強(qiáng)?新增 RCWA求解器下的電磁場監(jiān)視器，用于更多類似超透鏡的仿真驗(yàn)證需求。?支持非正交結(jié)構(gòu)單元的仿真求解，可以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜光柵結(jié)構(gòu)的快速仿真。

□ 仿真可以在不同的層面上進(jìn)行：可以基于理想模型進(jìn)行仿真，也可以直接結(jié)合納米構(gòu)建模塊特性進(jìn)行仿真。□ 靈活地將超透鏡與其他元件一起包含在一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)中。超全息圖□ 傳統(tǒng)的相位全息圖通過在透明基底上刻蝕不同的深度來實(shí)現(xiàn)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(gòu)建模塊的超表面來實(shí)現(xiàn)。

設(shè)計(jì)任務(wù)仿真與設(shè)置：單平臺互操作性連接建模技術(shù)：超構(gòu)透鏡? 超構(gòu)透鏡(柱結(jié)構(gòu)分析)? 傳播到焦點(diǎn)? 探測器周期性微納米結(jié)構(gòu)可用的建模技術(shù)：作為一種嚴(yán)格的特征模態(tài)求解器，傅里葉模態(tài)法(也稱為嚴(yán)格耦合波分析，RCWA)提供了非常高的精度。雖然計(jì)算可能需要一段時(shí)間，但對于像這樣復(fù)雜的系統(tǒng)，高精度是絕對必要的。

超透鏡的設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方式為：在介質(zhì)（硅）平板的目標(biāo)高透過率區(qū)域引入亞波長空氣孔陣列。這一設(shè)計(jì)可降低該區(qū)域的等效折射率，提升透射效率。 3、設(shè)計(jì) 本演示將探究三種仿真設(shè)計(jì)方案：介質(zhì)平板、厚菲涅耳透鏡、菲涅耳超構(gòu)透鏡。自由空間和厚菲涅耳透鏡示例將為超構(gòu)透鏡設(shè)計(jì)提供參考和背景依據(jù)。 所有仿真將保持相同的通用晶圓、光源和離散化參數(shù)，具體如下文所述。

設(shè)計(jì)任務(wù)仿真與設(shè)置：單平臺互操作性連接建模技術(shù)：超透鏡連接建模技術(shù)：自由空間傳播接建模技術(shù)：探測器超透鏡設(shè)計(jì)工作流程創(chuàng)建理想相位柱直徑與相位值圓柱分布設(shè)計(jì)利用所需的光學(xué)函數(shù)和所選類型的超透鏡單元所提供的相位值，可以設(shè)計(jì)出橫向分布。

設(shè)計(jì)任務(wù)仿真與設(shè)置：單平臺互操作性連接建模技術(shù)：超構(gòu)透鏡□ 超構(gòu)透鏡(柱結(jié)構(gòu)分析)□ 傳播到焦點(diǎn)□ 探測器周期性微納米結(jié)構(gòu)可用的建模技術(shù)：作為一種嚴(yán)格的特征模態(tài)求解器，傅里葉模態(tài)法(也稱為嚴(yán)格耦合波分析，RCWA)提供了非常高的精度。雖然計(jì)算可能需要一段時(shí)間，但對于像這樣復(fù)雜的系統(tǒng)，高精度是絕對必要的。