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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。

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。

設計任務仿真與設置：單平臺互操作性連接建模技術：超構透鏡? 超構透鏡(柱結構分析)? 傳播到焦點? 探測器周期性微納米結構可用的建模技術：作為一種嚴格的特征模態求解器，傅里葉模態法(也稱為嚴格耦合波分析，RCWA)提供了非常高的精度。雖然計算可能需要一段時間，但對于像這樣復雜的系統，高精度是絕對必要的。

設計任務仿真與設置：單平臺互操作性連接建模技術：超構透鏡□ 超構透鏡(柱結構分析)□ 傳播到焦點□ 探測器周期性微納米結構可用的建模技術：作為一種嚴格的特征模態求解器，傅里葉模態法(也稱為嚴格耦合波分析，RCWA)提供了非常高的精度。雖然計算可能需要一段時間，但對于像這樣復雜的系統，高精度是絕對必要的。

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。

設計任務仿真與設置：單平臺互操作性連接建模技術：超透鏡連接建模技術：自由空間傳播接建模技術：探測器超透鏡設計工作流程創建理想相位柱直徑與相位值圓柱分布設計利用所需的光學函數和所選類型的超透鏡單元所提供的相位值，可以設計出橫向分布。

解決方案 中山大學發現 Ansys Lumerical FDTD 的能力與他們的研發需求高度契合：Lumerical 作為專業的模擬光學仿真軟件，有強大的設計環境，能夠為光子設計師提供具有創造性，高精確度和成本效益的設計解決方案，并能提供領先的光學設計軟件和技術服務： Ansys Lumerical FDTD 軟件仿真解決方案，提供可靠的納米級元素分析結果

在這篇文章中，我們簡要介紹了使用 OpticStudio 設計衍射光學元件（DOE）和超透鏡（metalens）的過程。我們討論了相位面和局部光柵的概念。附件中還提供了一些有用的DLLs，以支持特殊的 DOE 或 metalens 設計方法。（聯系我們獲取文章附件） 本文討論了衍射光學元件（DOE）和超透鏡（metalens）的設計過程。

仿真結果表明，所設計超透鏡在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撲電荷數是否符合理論設計。橫向尺寸僅為20μm×20μm。

然后，可以使用這些數據自動構建超透鏡的幾何形狀。最后，對定型幾何進行頻域研究，計算焦點周圍的電場分布。

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。

附件下載聯系工作人員獲取附件本文討論了衍射光學元件（DOE）和超透鏡（metalens）的設計過程。主要目的是為剛接觸這個課題的設計者提供一個起點，看看OpticStudio有哪些方法可使用。對包括DOE/metalens在內的系統進行模擬和設計總是很棘手，沒有通用的方法來處理所有情況。設計師需要根據具體情況決定其設計策略。

研討會大綱1.Ansys Zemax 軟件介紹2.Ansys Lumerical 軟件介紹3.FDTD 原理講解4.超透鏡設計思路5.超透鏡設計案例研討會信息主題：Ansys Zemax & Lumerical 聯合設計超透鏡案例時間：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：騰訊會議（會議號：916

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。

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.

廣角針孔透鏡的設計與分析讓我們討論一下手機相機針孔鏡頭的制造，因為它們現在正在蓬勃發展。針孔透鏡是一種特殊的物鏡，由于其入瞳尺寸小，常用于安防領域。該鏡頭具有多種光學解決方案，適合廣泛的技術規格。下面介紹兩種光學系統的光學設計，用于相同的目的，它們總共生產了10,000個透鏡。分析了它們的可生產性、最佳光學制造工藝和制造成本。

鑒于篇幅，全文內容閱讀原文（左下角）下載：眼內衍射透鏡的設計與分析.docx

諧振腔設計中的熱透鏡效應 我們的諧振器設計軟件RP Resonator基于ABCD矩陣算法計算激光諧振腔的模式特性。(準確地說，它使用一種擴展矩陣(ABCDEF矩陣)來處理錯位影響，但這與我們的上下文無關。) 這里，只能處理拋物線形狀的透鏡效應，即沒有球差的透鏡效應。

通過將計算機網絡中所有客戶端的結果結合起來，可以得到整個超透鏡的仿真結果。這使得能夠對透鏡區域的散射影響進行徹底調查，且區域的大小可以根據分布式計算網絡中客戶端的數量進行調整。我們要強調的是，盡管分析魯棒性及其對透鏡系統性能的影響至關重要，但沒有任何透鏡設計師會因為不確定如何將魯棒性分析納入設計中，而停止使用現有的軟件工具進行透鏡系統設計。這種務實的方法也應當適用于平面透鏡，包括超透鏡。

如何對衍射光學元件進行仿真和設計？衍射光學元件的復雜性和小尺度使其成為了3D電磁仿真軟件的理想備選方案。例如，對于超透鏡，仿真可以幫助研究人員檢查元原子的位置和大小，以對光通過不同布局的衍射進行仿真。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。