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5.采用“imwrite”函數進行保存全息圖。計算得到的相位全息圖如下圖2所示。圖2 相位全息圖然后我們對其進行模擬再現，再現即選用上述迭代運算第3步的單次計算公式，導入設計好的計算全息圖，通過改變不同的再現距離即可。選用步長為5mm再現結果如下圖3所示。

Step5：加天線一體化仿真按照口徑場的位置，將建模完成相位調控超表面，放置于喇叭天線上方，并進行一體化仿真，對比喇叭天線和喇叭-相位調控超表面遠場方向圖的仿真結果：加載相位調控超表面后，喇叭天線的增益從17.1dB提高至19.4dB，提高了2.3dB，相應的，主瓣波束寬度也顯著減小，即相位調控超表面實現了波束聚焦的目的。

編輯 跳轉 相干性降低（從左至右）的效果（來自原文）03/實驗驗證與量化分析（一）實驗設計與結果研究團隊通過一系列實驗，驗證了DCL相干性調控方法的普適性與有效性，實驗對象涵蓋兩種典型超表面全息圖（共振相位型與幾何相位型），核心實驗現象如下：?高相干光照明（NE=1）：全息圖像（如五角星）布滿嚴重偽影與噪點，成像質量極差；?中等相干光照明

圖3 光學斯格明子變形后的電場和磁場分布Case3 把光源 2、3 相位均調為 π/2，斯格明子整體發生定向平移。 圖4 光學斯格明子位移后的電場和磁場分布 總結本研究通過六邊形狹縫結構結合光源相位調控，成功實現光學斯格明子的形貌形變與位置平移，驗證了相位調控對 SPP 場中光學斯格明子的動態操控有效性。

仿真成果：可模擬雙折射透鏡組的偏振調控效果，生成光強透射率曲線，驗證填充因子提升效果；同時通過公差分析功能，評估加工誤差對整形效果的影響，為工程化生產提供風險預判。仿真圖（圖3）清晰展示偏振器、雙折射透鏡、空間濾波器的光路布局與光束傳輸特性。圖3 雙折射透鏡整形系統（3）衍射光學元件（DOE）衍射光學元件利用光的波動性實現相位與振幅調控，在小型化、集成化光學系統中不可或缺。

圖1：光學偶極子天線激發和調控非對稱雙曲極化激元。

高階微分器的設計原理1.Pancharatnam-Berry（PB）相位超表面PB相位超表面是一類基于幾何相位調控的超表面。其單元結構（如硅納米柱）類似“半波片”，當圓偏振光入射時，通過旋轉納米柱的取向角，可在透射或反射光中引入附加相位。這種相位調制僅依賴于結構取向，對波長不敏感，因此具備寬波段工作潛力，是光學計算的理想載體。

基于超表面的渦旋超透鏡通過亞波長結構實現波前相位調控，兼具緊湊性與高性能優勢。本文基于Lumerical FDTD仿真平臺，設計了一種高效生成拓撲電荷數可調的渦旋超透鏡。在設計原理上，通過幾何相位(PB相位)結合傳播相位聯合調控，利用二氧化鈦(TiO2)納米柱陣列對圓偏振入射光進行相位延遲，構建滿足螺旋相位因子的梯度相位分布(l為拓撲荷數，為方位角)。

圖3 金屬諧振諧振結構和FDTD仿真域對于金屬諧振結構來說，一般將其反射相位作為超透鏡陣列調控的參數，因此需要對結構的反射率以及反射相位進行仿真模擬，如圖3所示為普通矩形金結構在寬波長范圍下的反射率和反射相位曲線（通常需要對該曲線進行后處理，使其直接輸出角度制的相位）。

圖1（左）展示了一個典型的設置，其中電感探頭用于監測軸運動，并添加了第二個探頭，稱為鍵相器探頭。在軸上放置一個凹槽，與鍵相器探頭對齊。當軸凹口從鍵相器下方通過時，會產生如圖1（右）所示的信號。當鍵相器的輸出饋入示波器的z軸時，振動特征上會出現一個亮點，如圖所示的下部波形所示。 圖1 相位檢測示意本例中的相位約定以角度φ表示，即從圖1（右）波形上的亮斑測量至峰值振幅的夾角。

但由于不同段徑向力的實際相位差與理論相位差存在顯著差異，導致斜極起不到應有的降噪效果。以某4段V型斜極電磁方案迭代優化中間結果為例，迭代過程中不同段上的電磁力幅值、相位及徑向力相位差變化分別如下圖4.1，圖4.2及圖4.3所示。

以光瞳函數為核心，實現對衍射光強度與相位的精細化調控。根據像差情況融入像差相位項，實時修正因光學元件誤差導致的成像偏差；依據系統的數值孔徑與入射光波長界定截止頻率，只允許對成像有效的衍射光通過，濾除無效雜光。這一調控機制大幅降低圖形失真風險，同時提高有效衍射光的通行效率，兼顧精度與效率。

因此，如何突破高斯光束的焦深-分辨率制約關系，實現長焦深且高分辨率的光場調控，成為光學領域的重要研究方向。建模任務在這個案例中為大家介紹基于HOE的貝塞爾光束產生。如圖1所示為基于HOE的貝塞爾光束產生的裝置。在這個案例中光源為單模光纖輸出的高斯光源，波長1064nm，束寬為3.3μm.

從圖中可以看出，在0時刻之后，加速度最先達到正峰，然后是速度，最后才是位移。 圖5 振動位移、速度和加速度三者之間的相位關系 相差的時間t：t＝相位差×周期/360°＝相位差/(頻率×360°)，實際中很少算，主要是由相位差（角度）的大小想象兩者間隔時間的長短。對于圖2和圖3的信號，我們知道，二者相位相差了90°，對應的時間差為1/4個周期。

圖 4：在評價函數編輯器中，第 1 行到第 7 行確保光闌位于 OAP 的前緣。定位相位表面為了將相位表面放置在OAP的頂點處，并確保它與OAP頂點相切，將從主鏡的頂點出發，沿Z軸方向移動相位表面，使其回退至適當位置。這一移動的距離由鏡頭數據編輯器中第4行的厚度值控制（如圖3所示），該值被設定為一個變量。

11) 在取樣子界面進行參數編輯12) 編輯完成后，在導航欄選擇相位顯示模式 13) Manipulation/Array-Array Operation/Last * Current，將兩個相位傳輸相乘14) 在導航欄選取相位顯示模式，獲得渦旋相位，上圖為GrayScale（采用立方插值）顯示，下圖為Rainbown（采用立方插值

精準測量相位分布作為突破這一困境的關鍵，促使科研人員在眾多測量技術中深入探索，而干涉測量法憑借獨特優勢脫穎而出。超透鏡相位偏差示意圖，理想和實際的對比(來自原文)干涉測量的核心原理基于光波疊加產生的干涉現象。兩束光相遇疊加時，振動的加強與減弱形成明暗相間的條紋，其分布規律與光束相位緊密相連。通過構建特定數學模型，采集并分析干涉數據，就能精準獲取待測參數。

圖6. 不同衍射級次光斑和相位分布總結本案例完整展示了利用二維叉形光柵高效生成渦旋光陣列的仿真設計與分析方法，為渦旋光束的靈活調控與應用研究提供了切實可行的技術方案。在VirtualLab Fusion平臺中，通過可編程透過率函數構建二維叉形光柵相位結構，成功將波長為532 nm、束腰直徑為200μm的高斯光束轉換為攜帶軌道角動量的渦旋光束陣列。

威睛光學的工程化實踐，正是對這一策略的系統性復現與超越： 速度超越：人眼睫狀肌調節晶狀體需幾百毫秒；液體透鏡或超構表面的電子調控可達毫秒量級。 精度超越：人眼的神經解碼是一個“近似完美”的過程，存在諸多視錯覺和不精確恢復；威睛的數學反卷積是“精確到光子計數”的物理恢復。

圖9 電機控制單元數據流程 為簡化諧波注入參數的調控流程、提升操作便捷性，EXCITE M 仿真模型支持在控制模型中直接配置諧波注入相關核心參數，包括目標抑制 / 注入諧波階次、注入幅值、注入相位及諧波注入時機等。