設計和分析超透鏡

摘要

透鏡是一種透射光學(xué)裝置，通過(guò)改變相位來(lái)聚焦或發(fā)散光。與傳統透鏡不同，超透鏡的優(yōu)點(diǎn)是能夠在非常薄的膜層中使用波長(cháng)或更小尺寸的結構來(lái)實(shí)現所需的相位變化，而不需要復雜和大量的透鏡組。在這個(gè)例子中，我們展示了使用圓柱形介電納米柱的超透鏡的設計過(guò)程。由于其納米級結構和高折射率對比度，電磁場(chǎng)的全矢量建模是必不可少的。對于初始設置，使用了E.Bayata的工作中的參數。

 

設計任務(wù)

 

仿真與設置：?jiǎn)纹脚_互操作性
 

連接建模技術(shù)：超透鏡

 

連接建模技術(shù)：自由空間傳播

 

接建模技術(shù)：探測器

 

超透鏡設計工作流程
 

創(chuàng )建理想相位

 

柱直徑與相位值

 

圓柱分布設計
 

利用所需的光學(xué)函數和所選類(lèi)型的超透鏡單元所提供的相位值，可以設計出橫向分布。對于這一步，使用一個(gè)模塊，它選擇適當的圓柱直徑來(lái)產(chǎn)生所需相位的橫向分布。

 

在圓柱分布設計期間，超透鏡的預期響應和與初始期望函數的偏差也作為輸出傳遞：

設置超透鏡

 

此外，圓柱的高度和形狀以及材料需要在柱形幾何圖形選項卡中正確配置：


 

超透鏡的橫向延伸在“周期”選項卡中配置：

 

產(chǎn)生的超透鏡結構

 

模擬工作流程 步驟#1
 

為了模擬柱形結構的函數，采用了傅里葉模態(tài)法（FMM，也稱(chēng)為RCWA）。因此使用了帶有通用光柵組件的光柵專(zhuān)用光路。與在設計階段使用的方法相比，結果相位現在包括了附近不同納米柱之間的相互作用。

 

模擬工作流程 步驟#2
 

在第二步中，使用保存函數組件在一般光路中進(jìn)一步擴展真實(shí)結構的計算函數。

 

對照

 

圓柱結構導出
 

為了導出所設計的柱形結構，通過(guò)一個(gè)模塊支持GDSII和基于文本的導出。

 

文檔信息

 

拓展閱讀
二維非近軸光束分離超表面光柵設計

VirtualLab Fusion技術(shù)—— FMM/RCWA[S矩陣]

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