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這是一個簡單的二維光柵的例子，具有雙重周期(六方)晶格。三維單元晶胞在x和y平面上是周期性的。它包含兩個不同的菱形(平行六面體)，位于襯底上，被背景材料包圍。我們選擇了一個直角線單元晶胞(最小原始單元格)來避免結構的計算域邊界的不利切割。案例中的材料選擇為鉻(菱形)，玻璃(基底)和空氣(背景材料)。光柵被S和P偏振平面波照亮。JCMsuite計算近場分布。

對于仿真，可以限制在一個單元晶胞(原始單元晶胞)上的計算，下圖展示利用JCMsuite對正方形單元晶胞和六方單元晶胞仿真得到的結果：二維光柵（正方形單元晶胞）被S偏振光照明的場矢量二維光柵（正方形單元晶胞）被P偏振光照明的場矢量二維光柵（六方晶胞）被S偏振光照明的場矢量二維光柵（六方晶胞）被P偏振光照明的場矢量

三維單元晶胞在x和y方向上是周期性的。它包含一個位于襯底上的菱形(平行六面體)，并被背景材料包圍。示例中的材料選擇為鉻(菱形結構)、玻璃(基底)和空氣(背景材料)。光柵被S和P偏振平面波照亮。JCMsuite計算近場分布。

JCMsuite案例展示閃耀光柵的仿真分析這是一維周期線光柵案例的一個變形。它的靈感來自閃耀光柵。在一維線柵的案例中，周期單元晶胞包含通過光柵的二維橫截面。這里的橫截面包含兩個寬度、高度和角度不同的三角形。這些三角形線條位于襯底上，被背景材料包圍。示例中的材料選擇為鉻(線柵)、玻璃(基底)和空氣(背景材料)。光柵被S和P偏振平面波照亮。

這是由于需要對該場進行額外的導數求解。 對四分之一波片近場(見上圖)的分析證實了幾何光學的預期: 在周圍的空氣中波片內偏振變化發生 為零(和界面)。向下傳播(輸出)平面波的光手性密度幾乎是圓平面波手性密度的一個單位。發現輸出偏振幾乎完全圓偏振直至/≈0.9938。通過優化其厚度，可以獲得更優異的較低反射性能。

這是由于需要對該場進行額外的導數求解。 對四分之一波片近場(見上圖)的分析證實了幾何光學的預期: 在周圍的空氣中波片內偏振變化發生 為零(和界面)。向下傳播(輸出)平面波的光手性密度幾乎是圓平面波手性密度的一個單位。發現輸出偏振幾乎完全圓偏振直至/≈0.9938。通過優化其厚度，可以獲得更優異的較低反射性能。

在一維線柵的案例中，周期單元晶胞包含通過光柵的二維橫截面。這里的橫截面包含兩個寬度、高度和角度不同的三角形。這些三角形線條位于襯底上，被背景材料包圍。示例中的材料選擇為鉻(線柵)、玻璃(基底)和空氣(背景材料)。 光柵被S和P偏振平面波照亮。JCMsuite計算近場分布。同時通過后處理傅里葉變換計算透射衍射級次的振幅。

JCMsuite計算近場分布。下圖顯示了當波長為193nm時，平面波從襯底側垂直入射到結構內的近場強度S偏振光照明的近場強度P偏振光照明的近場強度后處理傅里葉變換計算散射場在上半空間的傅里葉變換。在實驗中，遠場通常由成像的光學裝置來收集。后處理光學成像允許描述一個通用光學成像系統。我們通過一個沒有像差的簡單2X放大工具來演示這一點。

JCMsuite計算近場分布。下圖顯示了當波長為193nm時，平面波從襯底側垂直入射到結構內的近場強度S偏振光照明的近場強度P偏振光照明的近場強度后處理傅里葉變換計算散射場在上半空間的傅里葉變換。 在實驗中，遠場通常由成像的光學裝置來收集。后處理光學成像允許描述一個通用光學成像系統。我們通過一個沒有像差的簡單2X放大工具來演示這一點。

04—應用領域1、計算光刻JCMsuite允許完整的光學模擬鏈：復雜照明的描述、通過光學成像系統和光掩模傳播的光場計算、直到光刻膠中的圖像形成。2、計算計量周期大于照明波長一半的結構的光學計量已成為標準的計量技術。

光場重建（使用OpticStudio中優化后得到具有一定相位分布的鏡頭，半徑=100 um）既然我們已經通過將其結果與直接模擬的結果進行比較，驗證了“光場重建”方法在小透鏡上的有效性，我們現在可以將其擴展到更大的超透鏡設計中——其2D相位分布在OpticStudio中進行了優化（步驟1）。我們將在這里使用近場拼接方法。

建立相位/場vs.半徑的庫后，您可以重復使用該庫并快速測試任意形狀透鏡的近場/遠場屬性。“元原子”的排列本例中使用矩形晶格來構建整個元透鏡，使用方形晶胞作為構建區塊，最終計算每個網格點上納米棒的半徑，并將結構添加到每個網格。這種方法適用于少量元素計算。對于較大的超透鏡來說，這可能非常耗時，其中元素的數量可能會變得巨大。

出于類似的原因，來自掃描的光場數據也在更密集的“相位”數據點上進行插值，并與半徑數據一起保存。我們還對光場數據進行了采樣，以使數據量更小，并在下一步中更快地計算整個鏡頭的近場和遠場結果。下圖顯示了不同采樣值下50 nm半徑的近場結果。選項 2：RCWA使用RCWA進行超透鏡元原子仿真的工作原理與FDTD相同。

本文以矢量偏振光束通過高數值孔徑物鏡的衍射為例，基于矢量衍射理論和MATLAB模擬仿真展示偏振態對光場傳播過程和聚焦光場的影響。首先根據矢量衍射理論推導了聚焦場分布積分表示；然后借助MATLAB仿真給出了矢量偏振光束入射情況下聚焦光場分布；最后通過與常見的線偏振光和圓偏振光對比，對矢量偏振光束聚焦場分布進行了分析和總結。

然而，光子本身不帶電荷，無法像電子那樣直接通過電學方式調控，且其波動性會受到光學衍射極限的限制。因此，如何在納米尺度上實現光子的高度局域和精確操控成為一個重要而具有挑戰性的科學難題。極化激元作為一種由光和物質相互作用產生的“半光-半物質”準粒子，憑借其光場局域性強和傳播損耗小的優點，有望應用于構建下一代高效率、高性能、低能耗的集成納米光子器件。

回想一下，由于波矢量不匹配，表面等離激元 不能被自由空間光激發。然而，點偶極子產生的近場包含具有矢量的分量，這使得表面等離激元被激發。還可以通過執行此類模擬并從場分布中提取表面等離激元波長來繪制表面等離激元色散。下圖突出顯示了這種類型的仿真，可以觀察到清晰的場振蕩。 石墨烯表面等離激元被在 y 方向上取向的電點偶極子激勵。

（值得一提的是，哥倫比亞大學 Dimitri Basov 研究團隊，同時獨立地發現基于氮化硼/氧化鉬異質結的面外負折射效應）該發現開辟了傳統結構光學路徑以外的新方案，實現了高效的納米尺度光場聚焦和電可調的正負折射轉換功能，為納米尺度光操控提供新方法，有望應用于光電融合集成器件等諸多領域。

04/先進技術與未來發展方向 厚掩模衍射精準建模技術突破了傳統薄掩模近似瓶頸，基于嚴格耦合波分析（RCWA）與時域有限差分（FDTD）方法，構建厚掩模多層結構的電磁散射模型，通過旋轉變換與維度縮減算法降低計算開銷，實現掩模吸收層散射效應的精確表征，在14nm以下節點將衍射近場預測誤差控制在5%以內。

菲涅爾衍射案例分析簡介菲涅爾衍射作為光學領域中一種關鍵的衍射現象，其核心特征在于考慮光波的波前曲率，并用菲涅耳積分對衍射圖樣進行精準描述。與夫瑯禾費衍射相比，菲涅爾衍射主要展現光通過小孔或障礙物后，在近場（即距離衍射屏較近的區域）形成的獨特衍射圖樣。

相干標量場分析 新光線合成之后，它們可以通過系統被追跡，而沒有相干光線錯誤，所得到的場可以分析。相干光場的能量、相位和波前可以用相干標量場分析工具進行研究。圖9顯示了具有用紅色框出的可用繪圖選項的標量場菜單。它也給出了用于顯示和輸出圖像、縮放數據、平滑和修改圖像數據、顯示圖像統計和執行一個傅立葉變換的選項。圖10顯示了在擴束器輸出處的場能量、相位和波前。