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利用超表面來構造波片是一個不錯的idea。比如很傳統的L型金屬三明治結構的反射型超表面就可以實現玻片功能。</p><p>下面是對于一篇論文的結果復現，作者設計了一個三明治結構，底層一個金屬層做全反射，中間的介質層調控FP腔的尺寸，上面的L型金屬條負責入射光x偏振轉換為y偏振的反射光，整體結構實現了一個反射型半波片的功能。為了表征轉換效果，還求解了反射光的線偏振度，圓偏振度，偏振方位角和橢圓率角。

本課程借助光之數字模型平臺VirtualLab Fusion，結合多種仿真算法，開展各類微結構的仿真設計與性能優化教學。 課程涵蓋衍射光學元件、光柵、超表面等多種微結構類型，包括蛾眼減反射表面、偏振無關光柵、超構透鏡等，涉及結構建模、參數優化、性能驗證等核心環節，無需深厚軟件基礎即可參與學習。

本課程使用光之數字模型平臺VirtualLab Fusion，介紹如何使用傅里葉模態法對光柵進行嚴格精確的仿真。課程涵蓋的光柵示例既有表面型光柵，也有全息型體光柵，例如傾斜光柵、閃耀光柵、用于光學超透鏡的Nanopillar結構等。此外還會介紹超表面的設計和參數優化和大角度超光柵仿真。該課程無需軟件基礎。

本文復現了超表面中偏振轉換型超表面，參考的文獻是《一種超寬帶反射型極化轉換超表面設計》-于惠存，一種超寬帶反射型極化轉換超表面設計_于惠存.pdf具體模型如下在介質板上面鋪有H型金屬片，在介質板下方有一整塊金屬將電磁波完全反射。左旋圓偏光入射到該超表面上，反射光為右旋圓偏光。實現對反射光的一種偏振轉換。

圖5 改變參數g2的仿真結構。A，論文原圖；B，復現圖。 進一步也對超表面表面電流分布情況進行了仿真，具體結果如圖6所示。準BIC共振所對應的超表面相關的表面電荷主要積聚在諧振器的邊緣以及較寬的間隙區域，形成了一個電偶極子和磁偶極子的耦合效應，因此在準BIC情況下，會產生Fano線形的新諧振峰。

本文將對Alu教授的一篇題為“Chiral Quasi-Bound States in the Continuum”的手性BIC工作進行復現解析，從理論建模到數值模擬，體會BIC對于手性增強的基本原理。復現工具采用的是CST。 圖一文章給出的結構如圖一所示，周期性單元由兩個二聚體組成，二聚體之間存在著一定的旋轉夾角90°。

因此，我們第一步要做的便是對不同結構參數下的超透鏡單元進行仿真模擬，并輸出其掃描相位結果，如圖1所示為簡單的矩形介質結構超表面通過腳本掃描得到的結果。在這一過程中，通常需要點監視器、面監視器以及其他監視器的協同，并通過腳本或者FDTD自帶的掃描功能對相位結果進行輸出。

基于BIC實現的手性共振大多基于全介質結構，這里利用CST軟件去復現一篇金屬超表面中的外在手性BIC，題目為“Observation of Giant Extrinsic Chirality Empowered by Quasi-Bound States in the Continuum”。結構是將金屬雙開口環刻蝕在介質板上構成的超表面，共振頻率位于微波段，如下圖所示。

圖5.PCHR吸聲系數的仿真復現 最后，有相關需要歡迎通過公眾號“320科技工作室”聯系我們。

這是一個簡單但常見的超原子結構的案例：襯底上包含一個納米圓盤的雙重周期方形晶格。示例和參數均取自Berzins等的文章[1]，單元格在X和Y方向上均是周期性的。它包含一個位于基板上的圓盤(或圓柱體)，被背景材料包圍。本案例中的材料根據參考文獻選擇為硅(圓盤)、玻璃(襯底)和空氣(背景)。

進行COMSOL 預應力模態仿真時，圓形薄膜結構采用膜單元(Membrane)，薄膜中心質量塊結構進行添加質量處理，除邊界條件的設置外，還需在薄膜表面施加初始面應力 200N/m。仿真分析的步驟如下所示。

下圖是我復現結果與原文對比文章模型如下在相對介電常數為epsilon1和epsilon2的介質基板，在epsilon1的介質板上下有石墨烯，石墨烯不是完整的，而是中間有個圓孔。太赫茲波垂直照下來，發現有一個很窄的吸收峰如上圖透射光譜dB所示。上圖是周期性結構的一個單元。

這是一個簡單但常見的超原子結構的案例：襯底上包含一個納米圓盤的雙重周期方形晶格。示例和參數均取自Berzins等的文章[1]，單元格在X和Y方向上均是周期性的。它包含一個位于基板上的圓盤(或圓柱體)，被背景材料包圍。本案例中的材料根據參考文獻選擇為硅(圓盤)、玻璃(襯底)和空氣(背景)。線偏振平面波s偏光和p偏光從上方入射到光柵，用JCMsuite計算近場分布。

一種超材料的電場圖（2）超材料板塊該板塊主要以案例為主，分別對多個論文中的超材料吸波體、可調超材料以及超透鏡進行復現和說明。在本板塊將對所有結構進行參數化建模，并對輸出曲線進行相關處理，此外還包括超透鏡的計算和整體3D建模，實現一鍵式腳本建模方法。

點擊藍字 關注我們 光波導+超表面解決方案線下活動當下，AR/VR、光通信、超透鏡、微納成像等領域飛速發展，光波導作為 AR 顯示核心、超表面作為光學系統小型化關鍵，設計與仿真難度陡增。2026年5月15日，OAS 光學軟件光波導仿真 + 超表面仿真解決方案線下活動將于上海舉辦，助您掌握光波導/超表面仿真設計核心技能。

本文將圍繞這兩種方式，結合 Abaqus 仿真全流程（建模、參數設置、分析步、相互作用等），詳細闡述實現邏輯、操作要點及結果對比，為軟體機器人的超彈性仿真提供可復現的技術方案。

當前仿真工具的效率仍難以滿足復雜超表面設計的需求，開發更高效的仿真技術，成為未來超表面研究的重要方向之一。5.超表面在納米尺度光計算領域的應用與局限由于光信號具有高速傳播的特性，在納米尺度構建基于光信號的快速、低功耗計算系統，一直是科研人員的重要研究目標，而光學超表面恰好為這一目標的實現提供了理想平臺。

? 仿真可以在不同的層面上進行：可以基于理想模型進行仿真，也可以直接結合納米構建模塊特性進行仿真。 ? 靈活地將超透鏡與其他元件一起包含在一個光學系統中。 超全息圖 ? 傳統的相位全息圖通過在透明基底上刻蝕不同的深度來實現相位輪廓，這通常只適用于近軸情況。 ? 這種相位輪廓也可以通過具有空間變化的納米尺度構建模塊的超表面來實現。

□ 仿真可以在不同的層面上進行：可以基于理想模型進行仿真，也可以直接結合納米構建模塊特性進行仿真。□ 靈活地將超透鏡與其他元件一起包含在一個光學系統中。超全息圖□ 傳統的相位全息圖通過在透明基底上刻蝕不同的深度來實現相位輪廓，這通常只適用于近軸情況。□ 這種相位輪廓也可以通過具有空間變化的納米尺度構建模塊的超表面來實現。