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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(chǎng)相對(duì)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(duì)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(duì)于較大的超透鏡而言。

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(chǎng)相對(duì)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(duì)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(duì)于較大的超透鏡而言。

，比如典型的納米片（Nanofin）和納米柱（Nanopillar） ? 查找表的概念將嚴(yán)格的構(gòu)建模塊分析結(jié)果與大尺寸超透鏡/表面建模相聯(lián)系 超透鏡 ? 超透鏡的功能特性可以通過多項(xiàng)式系數(shù)來具體表示，比如從Zemax中導(dǎo)入。

這種方法對(duì)與2D的聚焦超透鏡尚且可用，但對(duì)于3D超透鏡或者更為復(fù)雜功能的超透鏡來說，僅通過自己手動(dòng)尋找的方法會(huì)大大增加建模的時(shí)間，如圖2所示為3D的聚焦超透鏡相位圖和渦旋超透鏡相位圖（這兩張相位圖也是直接通過FDTD腳本進(jìn)行計(jì)算和輸出的）。

如需了解更多發(fā)布詳情或有關(guān)超透鏡設(shè)計(jì)和建模的疑問，請(qǐng)聯(lián)系support@infotek.com.cn。

查找表的概念將嚴(yán)格的構(gòu)建模塊分析結(jié)果與大尺寸超透鏡/表面建模相聯(lián)系超透鏡□ 超透鏡的功能特性可以通過多項(xiàng)式系數(shù)來具體表示，比如從Zemax中導(dǎo)入。

如需了解更多發(fā)布詳情或有關(guān)超透鏡設(shè)計(jì)和建模的疑問，請(qǐng)聯(lián)系support@infotek.com.cn。

摘要透鏡是一種透射光學(xué)裝置，通過改變光的相位使光聚焦或散焦。與傳統(tǒng)透鏡不同，超透鏡的優(yōu)點(diǎn)是能夠在非常薄的層中實(shí)現(xiàn)所需的相位變化，使用的結(jié)構(gòu)尺寸在波長(zhǎng)量級(jí)及以下，而不需要復(fù)雜和體積龐大的透鏡組。在這個(gè)例子中，我們展示了使用圓柱形介電納米柱超構(gòu)透鏡的設(shè)計(jì)過程。由于其納米級(jí)結(jié)構(gòu)和高折射率對(duì)比度，電磁場(chǎng)的全矢量建模是必不可少的。對(duì)于初始配置，使用E. Bayata工作中的參數(shù)。

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(chǎng)相對(duì)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(duì)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(duì)于較大的超透鏡而言。

與傳統(tǒng)透鏡相比，超透鏡最大的優(yōu)點(diǎn)就是體積非常微型化，同時(shí)實(shí)現(xiàn)的功能遠(yuǎn)超傳統(tǒng)透鏡，超透鏡可以小到肉眼幾乎不能看見，一片超透鏡就可以取代相機(jī)中的透鏡組。 數(shù)值孔徑是光學(xué)透鏡最重要的基本參量，衡量著光學(xué)系統(tǒng)的成像能力，一直以來，各國(guó)科學(xué)家為增加透鏡的數(shù)值孔徑爭(zhēng)相努力。

3、超透鏡像素單元的優(yōu)化計(jì)算TiO2柱子單元的透射率、相位等情況，計(jì)算結(jié)果如下： 接下來，我們討論不同拓?fù)浜蓴?shù)的渦旋超透鏡的相位分布、超透鏡建模、聚焦性能、拓?fù)浜蛿?shù)與設(shè)計(jì)的是否對(duì)應(yīng)等等，具體如下表所示：不同拓?fù)浜蓴?shù)對(duì)應(yīng)的超透鏡相位分布(從上往下表示的含義：拓?fù)浜蓴?shù)、渦旋相位、普通超透鏡橫截面相位、渦旋超透鏡相位，渦旋超透鏡FDTD建模、xz截面的聚焦情況、xy截面的光場(chǎng)分布

在圓柱分布設(shè)計(jì)期間，超透鏡的預(yù)期響應(yīng)和與初始期望函數(shù)的偏差也作為輸出傳遞：設(shè)置超透鏡此外，圓柱的高度和形狀以及材料需要在柱形幾何圖形選項(xiàng)卡中正確配置：超透鏡的橫向延伸在“周期”選項(xiàng)卡中配置：產(chǎn)生的超透鏡結(jié)構(gòu)模擬工作流程 步驟#1為了模擬柱形結(jié)構(gòu)的函數(shù)，采用了傅里葉模態(tài)法（FMM，也稱為RCWA）。

當(dāng)今最重要的兩種先進(jìn)DOE是用于光子集成電路（PIC）的超透鏡和光柵耦合器。超透鏡超透鏡由分布在基板上的數(shù)百萬個(gè)元原子（具有不同形狀和大小的納米級(jí)結(jié)構(gòu)）組成，以形成透鏡。表面上的元原子的大小和位置會(huì)改變光波的重定向方式。超透鏡和一縷頭發(fā)一樣纖薄，而且更緊湊，所以可替代笨重的傳統(tǒng)透鏡。超透鏡的重量非常輕，因此成為了便攜式設(shè)備的理想之選。

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)，現(xiàn)有的超透鏡設(shè)計(jì)一般分為介質(zhì)天線結(jié)構(gòu)和金屬諧振結(jié)構(gòu)兩種。一、介質(zhì)天線結(jié)構(gòu)對(duì)于超透鏡的各種應(yīng)用來說，首先需要超透鏡的單元，即介質(zhì)天線結(jié)構(gòu)的透過相位可以在360°的相位范圍內(nèi)進(jìn)行自由調(diào)制。

將超透鏡建模集成到多尺度光學(xué)系統(tǒng)仿真中Frank WyrowskiNovember 2024摘要 摘要 這篇文章探討了近年來備受關(guān)注的超透鏡（metalenses）這一主題。超透鏡是平面透鏡的一種特殊類別，與衍射透鏡和菲涅耳透鏡并列。我們介紹了相關(guān)概念，并展示了 VirtualLab Fusion軟件在模擬和設(shè)計(jì)超透鏡方面的能力。

摘要透鏡是一種透射光學(xué)裝置，通過改變光的相位使光聚焦或散焦。與傳統(tǒng)透鏡不同，超透鏡的優(yōu)點(diǎn)是能夠在非常薄的層中實(shí)現(xiàn)所需的相位變化，使用的結(jié)構(gòu)尺寸在波長(zhǎng)量級(jí)及以下，而不需要復(fù)雜和體積龐大的透鏡組。在這個(gè)例子中，我們展示了使用圓柱形介電納米柱超構(gòu)透鏡的設(shè)計(jì)過程。由于其納米級(jí)結(jié)構(gòu)和高折射率對(duì)比度，電磁場(chǎng)的全矢量建模是必不可少的。對(duì)于初始配置，使用E. Bayata工作中的參數(shù)。

在這個(gè)工作流程中，演示了我們可以在納米單元級(jí)別設(shè)計(jì)超表面，并將其組裝到厘米等級(jí),并將超透鏡整合到OpticStudio的光線追蹤系統(tǒng)中。流程最后還提供了將超表面信息提取到GDS檔案中進(jìn)行制造的步驟。步驟1：定義相位目標(biāo)第一步是定義超透鏡相位目標(biāo)的空間分布。由于大尺寸的超透鏡需要數(shù)量龐大的納米單元來構(gòu)成，如果空間分布用位置的查表來表達(dá)，內(nèi)存需求會(huì)超出一般CPU的負(fù)荷。

2、超透鏡工作流優(yōu)化?更快的 RCWA 模擬：支持分布式掃描計(jì)算。?支持處理直徑高達(dá) 25 毫米的超透鏡，性能提高 10-100 倍。?支持導(dǎo)出更輕的 GDS 文件用于生產(chǎn)制造。?RCWA 中改進(jìn)場(chǎng)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。

在這篇文章中，我們簡(jiǎn)要介紹了使用 OpticStudio 設(shè)計(jì)衍射光學(xué)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(shè)計(jì)方法。（聯(lián)系我們獲取文章附件） 本文討論了衍射光學(xué)元件（DOE）和超透鏡（metalens）的設(shè)計(jì)過程。

） ? 查找表的概念將嚴(yán)格的構(gòu)建模塊分析結(jié)果與大尺寸超透鏡/表面建模相聯(lián)系 超透鏡? 超透鏡的功能特性可以通過多項(xiàng)式系數(shù)來具體表示，比如從Zemax中導(dǎo)入。