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摘要：渦旋光束因攜帶軌道角動量(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。基于超表面的渦旋超透鏡通過亞波長結(jié)構(gòu)實現(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)計了一種高效生成拓?fù)潆姾蓴?shù)可調(diào)的渦旋超透鏡。

Ansys Lumerical FDTD 軟件，模擬與不同情況相對應(yīng)的各種組成材料和背景材料設(shè)置 Ansys Lumerical FDTD 實現(xiàn)準(zhǔn)確模擬超構(gòu)光學(xué)透鏡 Ansys Lumerical FDTD 實現(xiàn)與 Ansys Zemax 軟件交互集成，可以進(jìn)行仿真數(shù)據(jù)互傳 利用 Ansys Lumerical FDTD

High Performance Computing鏈接：https://support.lumerical.com/hc/en-us/sections/360004730713 FDTD Simulation Benchmark鏈接：https://support.lumerical.com/hc/en-us/articles/4403780894355 Information

本課程是為光學(xué)工程師與光學(xué)科研人員所設(shè)計，涵蓋以下內(nèi)容：· 核心光學(xué)原理介紹· 熟悉 Lumerical FDTD 用戶界面· 學(xué)會 FDTD 仿真流程· 了解掃描、優(yōu)化等 Lumerical 特色功能· 學(xué)會基礎(chǔ)的腳本編寫與使用· 了解 Lumerical FDTD 各種細(xì)節(jié)設(shè)置與相應(yīng)的物理含義 課前須知a.需提前安裝好 Lumerical軟件

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

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)計軟件，提供了強(qiáng)大的設(shè)計環(huán)境，能夠為光子設(shè)計師提供具有創(chuàng)造性，高精確度和成本效益的設(shè)計解決方案，幫助設(shè)計師開發(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)計流程。

在Lumerical系列軟件做仿真計算過程，我們經(jīng)常會遇到要自定一些材料數(shù)據(jù)的，例如等離子振蕩模型，或者一些參數(shù)數(shù)據(jù)等等。這些數(shù)據(jù)的導(dǎo)入雖然不是很困難，但是要想在再導(dǎo)入之后修改修改材料參數(shù)，那就顯得非常麻煩了。因為這些數(shù)據(jù)每次都要導(dǎo)入，計算，循環(huán)往復(fù)。因此，本推文出于方便眾多Lumerical FDTD使用者，而編寫一個很方便更換材料數(shù)據(jù)的腳本。

Lumerical FDTD軟件求解器件的光學(xué)性質(zhì)變化，證明電光開關(guān)的可行性。

衍射光柵可以用Lumerical FDTD或RCWA模擬。（有關(guān)FDTD和RCWA之間的比較，請參閱RCWA求解器簡介:https://optics.ansys.com/hc/en-us/articles/4414575008787）。 - 理想化的疊層和光柵屬性都可以用Lumerical腳本生成并匯出到數(shù)據(jù)文件中。

</p><p><strong>Ansys Lumerical FDTD</strong></p><p><strong>的現(xiàn)代用戶界面</strong></p><p><strong>功能描述</strong>：Ansys Lumerical FDTD的現(xiàn)代用戶界面，帶有新的的選項卡式工具欄菜單。

CML Compiler目標(biāo)受眾：光電系統(tǒng)設(shè)計師、光子集成電路設(shè)計師、器件設(shè)計師Sentaurus TCAD-Lumerical FDTD工作流功能描述：將TCAD中的精確結(jié)構(gòu)導(dǎo)入Lumerical FDTD，運行光學(xué)仿真，隨后將FDTD結(jié)果導(dǎo)出至SDevice，用于CMOS圖像傳感器設(shè)計。

基于FDTD腳本驅(qū)動的全流程：微型球體聚合空心球殼nanojet建模、散射光場及散射效率曲線繪制實踐焚天神劍關(guān)鍵詞：FDTD腳本編碼，全流程，異型球體建模，nanojet散射，散射效率曲線本設(shè)計運用FDTD腳本全流程，針對微型球體聚合的空心球殼nanojet展開深入探究。從建模著手，精心調(diào)試各項參數(shù)，成功搭建出精準(zhǔn)且完善的模型，精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)了空心球殼的結(jié)構(gòu)特征。

下圖顯示了更高精度 FDTD 仿真的橫截面。FDTD 與理論結(jié)果之間的一致性顯然要好得多。此外，較小的網(wǎng)格會產(chǎn)生更高分辨率的場輪廓，從而更好地解析金屬界面附近的場。

此項設(shè)計通過MATLAB算法與FDTD 電磁仿真結(jié)合，形成從光束設(shè)計到光學(xué)力特性分析的完整技術(shù)鏈，在光與物質(zhì)相互作用的基礎(chǔ)研究及工程應(yīng)用具有中應(yīng)用潛力。一、MATLAB光東設(shè)計首先對光束進(jìn)行光學(xué)設(shè)計，形成橢圓型艾里光相位，并將數(shù)據(jù)存儲，用于后續(xù)fdtd軟件調(diào)用。

036 – FDTD納米線的光散射（僅模型文件，免費）基本介紹：主要內(nèi)容：本案例通過matlab解析和FDTD模擬分別計算了半徑100 nm的納米線對TM光的散射截面，兩者完全吻合；基于Lumerical FDTD Solution求解，使用的軟件版本為Lumerical 2020 R2；計算所需的內(nèi)存：1 GB；涉及的內(nèi)容：2D-FDTD、場監(jiān)視器、cross-section

采用 FDTD 軟件完成建模，設(shè)置六個偏振方向不同的線偏振高斯光源，分別對應(yīng)照射六組金屬狹縫，搭建完整的仿真測試體系。 圖1 FDTD軟件中的建模效果圖研究設(shè)置三組仿真工況：Case1 中所有光源初始相位為 0，生成標(biāo)準(zhǔn)六邊形光學(xué)斯格明子，呈現(xiàn)典型的奈爾型電場、布洛赫型磁場分布。

步驟3：Lumerical FDTD中的自由空間到導(dǎo)模接下來，我們將場導(dǎo)入Lumerical FDTD，并使用對齊參數(shù)設(shè)置自定義源。該FDTD允許我們非常籠統(tǒng)地定義源，并無縫地從自由空間移動到導(dǎo)模區(qū)域。計算傳輸功率，并將電磁場保存為最后一步的輸入。

點擊 FDTD 編輯界面，進(jìn)入 setting 來定義 optiSLang 需要調(diào)用的Lumerical 求解器以及需要讀取的腳本 coupling_coefficient_calc_FDTD.lsf 。如下圖所示。

下圖顯示了更高精度 FDTD 仿真的橫截面。FDTD 與理論結(jié)果之間的一致性顯然要好得多。此外，較小的網(wǎng)格會產(chǎn)生更高分辨率的場輪廓，從而更好地解析金屬界面附近的場。

Lumerical FDTD和CHARGE，用于計算傳感器的量子效率作為入射角和波長的函數(shù)4.