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基于BIC實現(xiàn)的手性共振大多基于全介質(zhì)結(jié)構(gòu)，這里利用CST軟件去復(fù)現(xiàn)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(jié)構(gòu)是將金屬雙開口環(huán)刻蝕在介質(zhì)板上構(gòu)成的超表面，共振頻率位于微波段，如下圖所示。

本課程借助光之?dāng)?shù)字模型平臺VirtualLab Fusion，結(jié)合多種仿真算法，開展各類微結(jié)構(gòu)的仿真設(shè)計與性能優(yōu)化教學(xué)。 課程涵蓋衍射光學(xué)元件、光柵、超表面等多種微結(jié)構(gòu)類型，包括蛾眼減反射表面、偏振無關(guān)光柵、超構(gòu)透鏡等，涉及結(jié)構(gòu)建模、參數(shù)優(yōu)化、性能驗證等核心環(huán)節(jié)，無需深厚軟件基礎(chǔ)即可參與學(xué)習(xí)。

本課程使用光之?dāng)?shù)字模型平臺VirtualLab Fusion，介紹如何使用傅里葉模態(tài)法對光柵進(jìn)行嚴(yán)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(xué)超透鏡的Nanopillar結(jié)構(gòu)等。此外還會介紹超表面的設(shè)計和參數(shù)優(yōu)化和大角度超光柵仿真。該課程無需軟件基礎(chǔ)。

復(fù)現(xiàn)工具采用的是CST。 圖一文章給出的結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)夾角90°。每個二聚體由兩個橢圓柱構(gòu)成，橢圓柱之間也存在著夾角。當(dāng)兩個橢圓柱不存在高度差時（圖1b），結(jié)構(gòu)不具有手性，LCP和RCP的響應(yīng)完全一致，如d圖所示。

本文復(fù)現(xiàn)了超表面中偏振轉(zhuǎn)換型超表面，參考的文獻(xiàn)是《一種超寬帶反射型極化轉(zhuǎn)換超表面設(shè)計》-于惠存，一種超寬帶反射型極化轉(zhuǎn)換超表面設(shè)計_于惠存.pdf具體模型如下在介質(zhì)板上面鋪有H型金屬片，在介質(zhì)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(xiàn)對反射光的一種偏振轉(zhuǎn)換。

關(guān)于周期性結(jié)構(gòu)的設(shè)計，三款主流的仿真軟件FEKO/HFSS/CST均可以用來進(jìn)行仿真，從計算效率來說CST和HFSS要更為優(yōu)秀，設(shè)置過程來說，CST和FEKO要更為簡便，三種軟件的建模方法分別如下： HFSS：需要設(shè)置主從邊界條件和Floquet模，計算速度快，精度高，參數(shù)優(yōu)化也較為便利，具體操作參考B站視頻：周期結(jié)構(gòu)、超表面單元的仿真（HFSS入門教程）； CST：利用模板，

利用超表面來構(gòu)造波片是一個不錯的idea。比如很傳統(tǒng)的L型金屬三明治結(jié)構(gòu)的反射型超表面就可以實現(xiàn)玻片功能。</p><p>下面是對于一篇論文的結(jié)果復(fù)現(xiàn)，作者設(shè)計了一個三明治結(jié)構(gòu)，底層一個金屬層做全反射，中間的介質(zhì)層調(diào)控FP腔的尺寸，上面的L型金屬條負(fù)責(zé)入射光x偏振轉(zhuǎn)換為y偏振的反射光，整體結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了一個反射型半波片的功能。為了表征轉(zhuǎn)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。

，減小后期整改的工作量，降低成本 天線EMC設(shè)計中的應(yīng)用 ? 對安裝在擋風(fēng)窗戶上的不同種類的玻璃天線進(jìn)行仿真，比如玻璃內(nèi)嵌細(xì)金屬絲天線、印刷在玻璃表面的天線以及透明導(dǎo)電薄膜天線等 ? 對天線布局及多種天線間互偶情況進(jìn)行仿真，從而在保證天線性能的基礎(chǔ)上達(dá)到更好地布局 ? 對毫米波雷達(dá)天線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及天線性能以及雷達(dá)罩對天線性能的影響進(jìn)行仿真

仿真結(jié)構(gòu)如圖1所示。為了演示超表面的頻譜響應(yīng)和共振特性，使用CST仿真軟件的頻域求解器進(jìn)行了數(shù)值計算。在x和y方向上設(shè)置Floquet周期條件，在z方向上取開邊界條件。激發(fā)太赫茲波的TE電場沿y方向模擬沿激發(fā)場方向傳播的偏振平面波。每個方向的網(wǎng)格尺寸都小于最小構(gòu)造尺寸，以保證收斂結(jié)果的精度。

這是一個簡單但常見的超原子結(jié)構(gòu)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(shù)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(jù)參考文獻(xiàn)選擇為硅(圓盤)、玻璃(襯底)和空氣(背景)。

使用SAM工具支持將avg_ohmic_loss結(jié)果直接導(dǎo)入熱仿真作為激勵源。5. 熱仿真需要設(shè)置相應(yīng)的熱表面屬性和邊界條件。 文章來源CST仿真專家之路

這是一個簡單但常見的超原子結(jié)構(gòu)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(shù)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(jù)參考文獻(xiàn)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。

點(diǎn)擊藍(lán)字 關(guān)注我們 光波導(dǎo)+超表面解決方案線下活動當(dāng)下，AR/VR、光通信、超透鏡、微納成像等領(lǐng)域飛速發(fā)展，光波導(dǎo)作為 AR 顯示核心、超表面作為光學(xué)系統(tǒng)小型化關(guān)鍵，設(shè)計與仿真難度陡增。2026年5月15日，OAS 光學(xué)軟件光波導(dǎo)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(dǎo)/超表面仿真設(shè)計核心技能。

當(dāng)前仿真工具的效率仍難以滿足復(fù)雜超表面設(shè)計的需求，開發(fā)更高效的仿真技術(shù)，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(lǐng)域的應(yīng)用與局限由于光信號具有高速傳播的特性，在納米尺度構(gòu)建基于光信號的快速、低功耗計算系統(tǒng)，一直是科研人員的重要研究目標(biāo)，而光學(xué)超表面恰好為這一目標(biāo)的實現(xiàn)提供了理想平臺。

? 仿真可以在不同的層面上進(jìn)行：可以基于理想模型進(jìn)行仿真，也可以直接結(jié)合納米構(gòu)建模塊特性進(jìn)行仿真。 ? 靈活地將超透鏡與其他元件一起包含在一個光學(xué)系統(tǒng)中。 超全息圖 ? 傳統(tǒng)的相位全息圖通過在透明基底上刻蝕不同的深度來實現(xiàn)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(gòu)建模塊的超表面來實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：太赫茲，超表面，連續(xù)域束縛態(tài)，CST，高Q束縛態(tài)的概念最先出現(xiàn)于量子力學(xué)中，當(dāng)粒子被勢場約束在特定的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動，即在無限遠(yuǎn)處波函數(shù)等于零的態(tài)叫束縛態(tài)，例如勢阱中的粒子就處于束縛態(tài)。正常來說，束縛態(tài)會位于遠(yuǎn)離傳播波跨越的連續(xù)譜范圍之外，即離散束縛態(tài)。

□ 仿真可以在不同的層面上進(jìn)行：可以基于理想模型進(jìn)行仿真，也可以直接結(jié)合納米構(gòu)建模塊特性進(jìn)行仿真。□ 靈活地將超透鏡與其他元件一起包含在一個光學(xué)系統(tǒng)中。超全息圖□ 傳統(tǒng)的相位全息圖通過在透明基底上刻蝕不同的深度來實現(xiàn)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(gòu)建模塊的超表面來實現(xiàn)。

仿真計算將提供超聲波信號的響應(yīng)和分布。6. 分析結(jié)果：通過分析仿真結(jié)果中的超聲波信號特征，例如幅值、時間延遲和波形等，可以確定表面裂紋的位置、大小和性質(zhì)。COMSOL提供了豐富的后處理工具，用于可視化和分析仿真結(jié)果。

薄膜型聲學(xué)超表面的結(jié)構(gòu)示意圖 技術(shù)路線： 在COMSOL軟件中對薄膜型聲學(xué)超表面的隔聲特性進(jìn)行仿真分析。首先建立有限元仿真幾何模型，然后設(shè)置變量和定義材料屬性，建立圓柱形空氣域，對入射口出射口積分，計算入射、出射聲功率。設(shè)置薄膜的預(yù)應(yīng)力，模型框架設(shè)置邊界固定條件，并劃分自由四面體網(wǎng)格。在采用壓力聲學(xué)頻域和固體力學(xué)兩個物理場接口。