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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域具有重要應用，但其傳統生成方法依賴體光學元件，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。

背景介紹在現代光學與光子學領域，渦旋光束因其獨特的螺旋相位波前和軌道角動量（OAM）特性，成為精密操控、量子通信、超分辨成像等前沿方向的核心工具。這類光束的相位分布呈螺旋狀，光強表現為中心暗斑，其攜帶的 OAM 理論上可無限取值，為信息編碼與傳輸提供了全新維度。然而，傳統的渦旋光束生成方法往往存在結構復雜、成本高昂或難以集成的局限。

010 - COMSOL超表面產生渦旋光（僅包含模型文件，53元）基本介紹：主要內容：基于文獻《利用超表面天線陣列產生太赫茲渦旋光束 作者：李瑤等》，用COMSOL重復了所有內容；計算所需的內存：32 GB；基于COMSOL頻域求解，使用的軟件版本為COMSOL 5.4 (5.4.0.225)；涉及的內容：幾何-程序設計、在App開發器用模型方法構建幾何、

例如，如果您想設計一個平面超透鏡用以應對球面、柱面或軸錐透鏡的使用情況，您只需要使用與您感興趣的透鏡相對應的正確相位公式并生成2D目標相位圖。建立相位/場vs.半徑的庫后，您可以重復使用該庫并快速測試任意形狀透鏡的近場/遠場屬性。“元原子”的排列本例中使用矩形晶格來構建整個元透鏡，使用方形晶胞作為構建區塊，最終計算每個網格點上納米棒的半徑，并將結構添加到每個網格。

模式像散轉換器概念圖如圖1所示，像散轉換器，即Astigmatic Mode Converter，是由一對柱透鏡組成的器件，最早由Allen等人提出，用于將厄米高斯光束轉化為渦旋光束。

對于該示例，根據理論預期，我們將使用Binary 1表面類型，將其相位分布描述為以下X、Y的擴展多項式：其中φ：超透鏡表面上的相位M: 衍射級次N: 系列中多項式系數的項數x,y：相對于超透鏡半徑的歸一化空間坐標出于對稱性考慮，為了避免在生成過于復雜相位掩膜的同時并不會帶來顯著的改善，我們僅在優化過程中將x^2項的系數設置為變量，并使用RMS

下一步，如參考文獻[44]中所展示，我們將晶體傾斜一定的角度α并將輸入高斯束腰設置為0.5mm，以生成單極光渦旋。模擬中，我們使用[33]中的方法處理非平行板之間的傳輸。通過這種方式，可以獲得傾斜晶體板表面的輸入場，且傾斜板表面的輸出場可以繼續傳輸至下一個元件。模擬結果如圖12和13所示。當α=1.2°時，可以在表5中獲得采樣距離的數值測試細節。

通過生成使用 PCA 構建的超光柵，并隨后使用嚴格的傅里葉模方法和 PCA 進行仿真比較，可以系統地分析 PCA 和 LMGA 之間的結果差異。幻燈片 #116–129我們已執行這一程序，并在表格 23 中展示了柱型超元胞的結果。我們創建了周期逐漸減小的超光柵，在表中以波長的倍數表示。我們還指定了可以使用此周期設計的透鏡的最大數值孔徑。

4超表面微納結構 超構表面偏振/波長/角度響應分析 超光柵的構建 基于神經網絡的超構透鏡設計 設計和分析超透鏡 基于超構透鏡（PCA）實現聚焦與成像5微納加工工藝方案 微納加工完整流程概述 灰度曝光/直寫技術 刻蝕類工藝 其他輔助工藝 典型微納結構加工全流程實例

滿足了很多生物醫學光學機構的應用需求，可以建立包括以下模型： ? 內窺鏡 ? 體層計算掃描? 熒光和組織色散? 共焦成像系統? 顯微鏡? 超光譜系統? 光束整形? 偏振光? 光纖傳輸系統 ? 人眼模型FRED中的分析面不僅僅局限于平面

折超混合解決方案軟件的折超混合解決方案以先進光學設計理念為指引，深度融合超透鏡結構分布與光學追跡分析，通過精準計算電場分布，實現對折超光學系統追跡及成像性能分析 ，為光學系統設計、優化及性能評估提供高效且精準的全流程技術支撐，助力突破傳統光學設計局限，在復雜光學系統研發場景中構建核心技術優勢 。

拓撲腔面發射激光器問世中科院物理所陸凌團隊將此前原創的“狄拉克渦旋”拓撲光腔，成功應用于面發射半導體激光芯片中，從原理上突破眼下半導體激光的技術瓶頸，同時多數量級地提高其出射功率和光束質量。

器件采用多模干涉（MMI）實現光束合分，并通過不對稱馬赫-曾德爾干涉儀構建推挽結構，兩臂路徑差達100微米，從而獲得10.4納米的自由光譜范圍（FSR）。在實驗中，我們將激光器波長對準正交偏置點，以確保線性和高效率的EO調制。與此同時，我們采用地-信號-地（GSG）集總電極布局以實現寬帶電響應。移相器的長度僅為15微米（圖1f），較傳統TFLN MZM縮小兩個數量級。

Magicleap采用12層2D平面波導，模擬眼睛和無限遠之間的12個焦平面，通過12層平面波導對應人眼的不同焦距，每一層平面波導采用微反射器陣列或波帶片衍射光柵的技術使光纖投影系統射入的光束按照規律偏轉，形成射入人眼的球面波前，從而在對應焦距的位置成像，同時外表面通過正交光偏振、遮擋掩膜等方式避免外部光線干擾、以及與真實世界疊加。