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設(shè)計(jì)的超構(gòu)光學(xué)透鏡示意圖，由不同旋轉(zhuǎn)角度的微納長方體柱排列而成，工作波長為 532 納米 基于超構(gòu)表面注1 的平面超構(gòu)光學(xué)透鏡，可在百納米厚度的微納結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)超大數(shù)值孔徑注2顯微物鏡，從而克服傳統(tǒng)光學(xué)玻璃物鏡加工難度大、成像系統(tǒng)體積大等缺點(diǎn)。目前一些鏡頭制造過程已自動(dòng)化了，但鏡片工匠仍然很重要，通常需要 10-15 年的時(shí)間來培訓(xùn)技術(shù)人員以達(dá)到專業(yè)水平。

綜述為了設(shè)計(jì)超表面，我們使用了 Lumerical Lumopt 的多參數(shù)、多目標(biāo)拓?fù)淠嫦蛟O(shè)計(jì)優(yōu)化方法。我們將超原子的折射率在 1.0（空氣）到 2.4（TiO2）之間變化，并最大限度地提高 2D 紅色和藍(lán)色敏感傳感器區(qū)域的光學(xué)效率。步驟1：定義基礎(chǔ)模擬項(xiàng)目下載示例附帶的文件并將所有文件解壓到一個(gè)公共目錄中。

目標(biāo)相位輪廓在這一步中，我們使用光線追跡為超透鏡設(shè)計(jì)所需的相位輪廓。在OpticStudio中，超表面可以通過衍射表面類型來進(jìn)行描述，意味著該表面將在基本折射或反射效應(yīng)的基礎(chǔ)上添加額外的附加相位分布，通過該相位分布對光線造成額外的偏折。

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。

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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.lumerical一對一培訓(xùn)介紹:Lumerical培訓(xùn)如有案例文件和相關(guān)腳本的需求，歡迎通過公眾號聯(lián)系我們。微信公眾號:320科技工作室

01 說明在本例中設(shè)計(jì)了一個(gè)傾斜表面浮雕光柵(SRG, Slanted Surface Relief Grating) 將光耦合到單色增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)系統(tǒng)的波導(dǎo)中。

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。

說明本案例的目的是設(shè)計(jì)一個(gè)由圓柱形納米棒組成的衍射超透鏡，人為調(diào)整納米棒的半徑和排列可以在超透鏡表面上產(chǎn)生所需的相位分布。該設(shè)計(jì)的近場和遠(yuǎn)場分析在Ansys FDTD、RCWA（嚴(yán)格耦合波分析）和 OpticStudio中得到驗(yàn)證。注意：在 Zemax 中進(jìn)行進(jìn)一步分析需要 OpticStudio 12 以上版本。

摘要：渦旋光束因攜帶軌道角動(dòng)量(OAM)在光通信、量子信息及超分辨顯微等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用，但其傳統(tǒng)生成方法依賴體光學(xué)元件，存在體積大、效率低等問題?；?em>超表面的渦旋超透鏡通過亞波長結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)波前相位調(diào)控，兼具緊湊性與高性能優(yōu)勢。本文基于Lumerical FDTD仿真平臺，設(shè)計(jì)了一種高效生成拓?fù)潆姾蓴?shù)可調(diào)的渦旋超透鏡。

Ansys Lumerical 2023R2新版本正式發(fā)布！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。

研討會(huì)大綱1.Ansys Zemax 軟件介紹2.Ansys Lumerical 軟件介紹3.FDTD 原理講解4.超透鏡設(shè)計(jì)思路5.超透鏡設(shè)計(jì)案例研討會(huì)信息主題：Ansys Zemax & Lumerical 聯(lián)合設(shè)計(jì)超透鏡案例時(shí)間：2023年6月12日 15:00-15:45主辦方：武漢宇熠科技有限公司參與方式：騰訊會(huì)議（會(huì)議號：916

但是，可以通過Ansys optiSLang使用更高級的優(yōu)化技術(shù)，也可以通過Lumerical Python API使用Python 庫。用戶還可以通過腳本使用內(nèi)置實(shí)用程序定義不同的優(yōu)化方法。參數(shù)空間的初始探索也可以使用參數(shù)掃描工具執(zhí)行。相關(guān)出版物[1]Jonathan S. Maikisch 和 Thomas K. Gaylord，“最佳平行面傾斜表面浮雕光柵”，Appl.

026 – FDTD超表面折射率傳感器（僅模型文件，120元）基本介紹： 主要內(nèi)容：根據(jù)發(fā)表在物理學(xué)報(bào)上的論文《X-兩環(huán)結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性研究，作者：潘庭婷等》，用Lumerical FDTD重復(fù)了其中的所有內(nèi)容（共24張圖） ； 基于Lumerical FDTD Solution求解，使用的軟件版本為Lumerical 2018a； 計(jì)算所需的內(nèi)存：2

超透鏡和超表面因其操縱電磁場的獨(dú)特特性而在科學(xué)上聲名鵲起，如今它們的制造已經(jīng)變得可行。但它們的設(shè)計(jì)難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了傳統(tǒng)鏡片，因?yàn)楸仨毧紤]到納米級構(gòu)件的特性。

Lumerical是目前市場上專業(yè)的模擬光學(xué)仿真和硅基光電子設(shè)計(jì)軟件，提供了強(qiáng)大的設(shè)計(jì)環(huán)境，能夠?yàn)楣庾釉O(shè)計(jì)師提供具有創(chuàng)造性，高精確度和成本效益的設(shè)計(jì)解決方案，幫助設(shè)計(jì)師開發(fā)下一代微納尺度光子技術(shù)。本在線直播培訓(xùn)課程將從各個(gè)論文中的案例出發(fā)，針對FDTD和MODE兩套仿真軟件作深入淺出的介紹，并從腳本和可視化界面對結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模和仿真演示，完成對軟件的操作、分析及設(shè)計(jì)流程。

而透射/反射效率用于表征該量，其被定義為由超表面透射/反射的功率與入射到超表面孔徑上功率之間的比率。當(dāng)超表面尺寸大于光學(xué)探測光束直徑時(shí)，使用功率計(jì)即可便捷測量效率；而對于微米尺寸的小面積超表面，由于光學(xué)探測光束通常比超表面孔徑寬，則需對器件成像并選取超表面孔徑區(qū)域的信號進(jìn)行測量，也可使用 CCD 相機(jī)拍照并進(jìn)行數(shù)值后處理歸一化操作。

□ 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)?！?使用超表面構(gòu)建模塊，可以以一種直接的方式設(shè)計(jì)高數(shù)值孔徑全息圖。