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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。

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。

而在實際使用中，就需要按照以上位置信息圍繞鋼絲繩一圈放置霍爾元件，成圓周陣列型進行檢測，才能保證全方位到漏磁信號。圖8 不同提離值下的漏磁信號曲線 4 漏磁檢測優化設計根據以上仿真結果分析可知，提離值在2mm～3mm時，漏磁信號較好，但霍爾元件距離鋼絲繩很近，在實際測量過程中霍爾元件容易與鋼絲繩表面發生摩擦、震動、抖動等給檢測值帶來干擾。

這些泄露的磁通可以在材料表面或近表面使用適當的探測器檢測到，并經過上位機處理后得到相應缺陷信息。 漏磁檢測原理圖針對各種管道檢測數據分析，目前面臨缺陷樣本庫尚未建立、缺陷診斷與評估困難等問題。為精準給出缺陷尺寸、位置和種類，亟需開展多種管道缺陷的漏磁內檢測有限元仿真模擬，建立仿真缺陷樣本庫，為缺陷診斷與評估提供依據。

動畫演示了空氣和磁鐵中磁通密度的表面圖，導軌中的電流密度和磁矢勢 Az 的等值線圖，同時還繪制了 Halbach 轉子的順時針旋轉和場的相互作用。電動磁懸浮裝置模擬總結?在本篇文章中，我們演示了如何使用 COMSOL Multiphysics 和 AD/DC 模塊來模擬兩種類型的電動磁懸浮裝置。

表面等離子體光子學超材料的示例包括：周期性排列的金納米粒子（納米立方體）以及銀和金納米殼層。表面等離子體光子學超材料的類型由于表面等離子體光子學超材料的屬性來自亞波長尺度下金屬納米粒子的排列，因此工程師可以控制色散、介電常數、磁導率和折射率等屬性，以實現一系列新穎的應用。

在變壓器工作過程中，油箱內部產生一定的漏磁作用[12]，對兩種屏蔽結構在油箱上產生的磁通密度及電渦流密度進行仿真計算。2 變壓器油箱弧形屏蔽結構仿真結果分析采用ANSYS Maxwell軟件對兩種屏蔽結構磁密度作用進行仿真計算，得到兩種屏蔽結構的磁通密度分布如圖2所示。

玄文博等[9]依托Maxwell仿真軟件對X80鋼管道樣板進行靜態磁化和動態退磁仿真研究，分析了X80鋼的磁化和退磁現象,獲取了X80鋼的磁化特性曲線。鄭福印等[10]對鐵磁性材料力磁耦合關系進行數學建模，推導出應力與材料磁導率的函數關系，對管壁切向應力信號與管壁表面切向磁場分別進行了測量。

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)。

（a）X軸方向 （b）Y軸方向 圖5 電機定子表面最大振動位移幅值 4 電機噪聲特性 建立半徑1 m包裹電機定子空氣球噪聲仿真模型，對該諧響應狀態下電機噪聲進行仿真，120 000 r/min時電機定子表面二倍基波頻率聲壓級與電機整體聲壓級云圖如圖6所示。

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。

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。

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。

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。

硅鋼片所受磁致伸縮效應與鐵心電磁場分布緊密相關，當鐵心閉合回路中磁感應強度發生變化時，鐵心等效磁致伸縮力會發生變化，鐵心應力場中的激勵源發生變化，進而導致鐵心表面振動發生改變。

03電機磁熱快速設計仿真方法校驗為驗證所提方法的正確性及計算結果的準確度，將本文所提方法獲得的仿真結果分別與成熟商業軟件的仿真結果、實物試驗結果進行比對。其中電磁分析選用ANSYS/Rmxprt電機快速設計軟件，表4給出了商軟仿真結果、磁路法計算結果和樣機實測結果及其相對誤差。

□ 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。