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超透镜的设计与分析
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infotek
2025-03-04 08:01
超透镜的设计与分析
摘要
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UdX aC= Q
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透镜是一种透射光学装置,通过改变光的相位使光聚焦或散焦。与传统透镜不同,超透镜的优点是能够在非常薄的层中实现所需的相位变化,使用的结构尺寸在波长量级及以下,而不需要复杂和体积庞大的透镜组。在这个例子中,我们展示了使用圆柱形介电纳米柱超构透镜的设计过程。由于其纳米级结构和高折射率对比度,电磁场的全矢量建模是必不可少的。对于初始配置,使用E. Bayata工作中的参数。
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mNAp FwZ
设计任务
o/p'eY:)
(1}"I RX.
0:k ~lz
}NETiJ"6
仿真与设置:单平台互操作性
fSzX /r
连接建模技术:超构透镜
-QP&A >]7
超构透镜(柱结构分析)
eZ +uW0
传播到焦点
Y^CbpG&-vC
探测器
bHH=MLZR:
P7p'j
周期性微纳米结构可用的建模技术:
91bJ7%
作为一种严格的特征模态求解器,傅里叶模态法(也称为严格耦合波分析,RCWA)提供了非常高的精度。虽然计算可能需要一段时间,但对于像这样复杂的系统,高精度是绝对必要的。
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4r>buEU
m#(ve1E
N>_d {=P
连接建模技术:自由空间传播
^Sz?c_<2P
超构透镜(柱结构分析)
&)|3OJ'o
传播到焦点
&_y+hV{
探测器
9C)w'\u9+
@DYkWivLu
自由空间传播可用的建模技术:
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9@|X~z5E
hX@.k|Yd
wq"AW yu
当我们将场传播到焦点时,我们预计衍射效应会起作用。为此,选择傅里叶域技术来模拟这一自由空间传播步骤,因为它们在速度和精度之间提供了很好的折衷。
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连接建模技术:探测器
)SYZ*=ezl.
超构透镜(柱结构分析)
O@bDMg
传播到焦点
MF^I] 7_
探测器
ZW|VAn'>
5PlTf?Ao
在不同物理值的探测器建模方面具有完全的灵活性,包括:
CfnRcnms
• 辐射度测量,例如辐照度,强度
e/h7x\Z
• 光度测量,例如光照度,光亮度
[{B1~D-
• 横向范围测量(例如FWHM)
o$r]Z1
c{t[iXDG
P'6(HT>F?
K*Tvo`
超构透镜设计流程
`N"fsE ma
为设计创建理想相位
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i>[1^~;
l@om2|B
柱直径与相位值
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B1A5b=6G<
HSOdqjR*
eMvb*X6
柱分布设计
@.X}S"yr
根据所选择的元胞类型所提供的光学函数和相位值,可以设计横向分布。在这一步中使用一个模块代码,该模块代码选择合适的柱直径来生成所需相位的横向分布。
U{>eE8l
a".uS4x
N+PW,a
>9g` 9hB
柱分布设计
e+F5FAMR68
在设计柱形分布时,将超构透镜的预期响应和与初始期望函数的偏差作为输出:
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K5)G+Id*
w%k)J{\
u-h3xj
设置超构透镜
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Rh%/xG#k
设置超构透镜
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