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全息技術憑借獨特的立體成像效果，展現(xiàn)出強烈的科技應用潛力，而超表面全息作為新型全息技術，可通過一片薄于紙張的器件實現(xiàn)大視場、高分辨率的立體成像，成為極具發(fā)展前景的“黑科技”。

? 靈活地將超透鏡與其他元件一起包含在一個光學系統(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建模塊的超表面來實現(xiàn)。 ? 使用超表面構建模塊，可以以一種直接的方式設計高數(shù)值孔徑全息圖。

□ 靈活地將超透鏡與其他元件一起包含在一個光學系統(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建模塊的超表面來實現(xiàn)。□ 使用超表面構建模塊，可以以一種直接的方式設計高數(shù)值孔徑全息圖。

? 靈活地將超透鏡與其他元件一起包含在一個光學系統(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建模塊的超表面來實現(xiàn)。? 使用超表面構建模塊，可以以一種直接的方式設計高數(shù)值孔徑全息圖。

超表面偏振測量表征通過合理設計超表面結構單元的幾何形狀，可靈活控制光的偏振，實現(xiàn)從矢量全息、偏振濾波到偏振復用等多種功能，此外，偏振控制還在材料檢測、生物成像、光通信等眾多領域也至關重要。光的偏振態(tài)（SoP）由三個量表征，包括量化偏振光量的偏振度（DoP）、橢圓率χ和偏振角α。因此，SoP可以表示為龐加萊球中的3D向量，如圖4所示。

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(fā)展，光波導作為 AR 顯示核心、超表面作為光學系統(tǒng)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。

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(shù)優(yōu)化和大角度超光柵仿真。該課程無需軟件基礎。

總結本案例通過 OAS 軟件完成全息照相記錄與再現(xiàn)全流程仿真，驗證了軟件在相干干涉、衍射成像與復雜光場分析中的高精度與高效率。OAS 憑借跨尺度仿真、光束追跡與矢量場傳播能力，為全息光學、三維成像提供一體化設計仿真平臺，顯著縮短研發(fā)周期、降低實驗成本，支撐全息技術工程化落地與性能升級。

表面浮雕光柵（SRG）和體積全息光柵（VHG）目前業(yè)內(nèi)有兩種類型的衍射光柵： 表面浮雕光柵 體積全息光柵表面浮雕光柵具有使用金剛石車削、3D打印或光刻技術等機械方法制造的小型周期性刻線。每種光柵中的刻線都不相同，使設計人員能夠根據(jù)預期應用和波長范圍定制光柵，實現(xiàn)對光的調(diào)控。

3.超表面的 “復用” 能力與調(diào)控挑戰(zhàn)光學超表面不僅能實現(xiàn)對光單一屬性的調(diào)控，更具備同時調(diào)控光多個參量的 “復用” 能力。典型應用案例包括：當紅光入射超表面時，在遠場可投射出中國國旗的圖案；而當黃光入射時，遠場則呈現(xiàn)一彎明月的成像效果。此外，超表面還可模擬棱鏡的功能，使不同偏振態(tài)的光線沿不同傳播路徑分離。

初始規(guī)格是： 出瞳距離= 15mm瞳孔直徑= 3mmFOV = 10度波導厚度= 10mm 光線將通過全息圖耦合到波導中。全息圖將被嵌入到PMMA材料中且出口面將會傾斜45度。根據(jù)程序的實際工作方式，系統(tǒng)會被“反向”建模。現(xiàn)實中（物理系統(tǒng)中），AR系統(tǒng)的光源是微顯示器，而成像平面將是人眼的視網(wǎng)膜（AR系統(tǒng)的出瞳和人眼系統(tǒng)的入瞳將被放置在同一位置）。

初始規(guī)格是： 出瞳距離= 15mm 瞳孔直徑= 3mm FOV = 10度 波導厚度= 10mm光線將通過全息圖耦合到波導中。全息圖將被嵌入到PMMA材料中且出口面將會傾斜45度。根據(jù)程序的實際工作方式，系統(tǒng)會被“反向”建模。現(xiàn)實中（物理系統(tǒng)中），AR系統(tǒng)的光源是微顯示器，而成像平面將是人眼的視網(wǎng)膜（AR系統(tǒng)的出瞳和人眼系統(tǒng)的入瞳將被放置在同一位置）。

由于繪制兩個表面之間的邊緣是沒有意義的，所以轉到表面屬性 (Surface Properties) …繪圖 (Draw) 并勾選選項“ 不顯示此表面邊緣 (Do Not Draw Edges From This Surface) ”。將此設置應用到表面 2 到像平面之間的所有表面。為了模擬光在波導中的傳播，我們在全息圖表面之后再添加5個表面。

，“厚全息光柵的耦合波理論”，貝爾系統(tǒng)技術公司J.48，2909-2947（1969）。Bjelkhagen，H.和兄弟頓 - 拉特克利夫，D.，超現(xiàn)實成像：模擬和數(shù)字彩色全息術的先進技術。CRC出版社， 2016.

由于繪制兩個表面之間的邊緣是沒有意義的，所以轉到表面屬性 (Surface Properties) …繪圖 (Draw) 并勾選選項“ 不顯示此表面邊緣 (Do Not Draw Edges From This Surface) ”。將此設置應用到表面 2 到像平面之間的所有表面。 為了模擬光在波導中的傳播，我們在全息圖表面之后再添加5個表面。

近期，一項發(fā)表于《Nature》的研究提出了一種基于超表面的高階光學微分器，不僅實現(xiàn)了五階微分，還將其應用于光學超分辨率成像，分辨率突破瑞利極限，為半導體納米制造中的光學對準提供了全新工具。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(diào)控的超表面。

首先，允許全息圖移動和傾斜，使用以下設置： 1.將表面厚度 5 與表面厚度 2 用拾取求解關聯(lián)，縮放因子 -1 2.將表面 2 的厚度設置為變量 3.將全息圖的 X-傾斜 設置為變量 其次，將全息圖 2 表面的構造 Z1、Y2、Z2 參數(shù)設置為變量，使構造光可被修改。

圖6 超分辨成像技術輔助的雙光子聚合微納3D打印技術。

? 折超混合系統(tǒng)設計，適配輕量化成像需求軟件的折超混合設計模塊支持傳統(tǒng)折射光學元件與超表面元件的混合建模與優(yōu)化，為超薄成像系統(tǒng)提供靈活的設計方案。

此外，該功能還支持物質(zhì)結構測量與表面缺陷檢測，提升顯微鏡 / 望遠鏡成像質(zhì)量，并借助相位信息實現(xiàn)高精度 3D 成像；矢量場傳播技術則在光通信、激光加工等領域起關鍵作用，為多模光纖等應用提供精準光束控制方案。光柵解決方案軟件的光柵解決方案支持多種結構設計（方波全息光柵、閃耀光柵等），涵蓋納米至毫米級特征尺寸，適用于衍射光柵、光伏系統(tǒng)等場景。