摘要
透鏡是一種透射光學(xué)裝置，通過(guò)改變光的相位使光聚焦或散焦。與傳統透鏡不同，超透鏡的優(yōu)點(diǎn)是能夠在非常薄的層中實(shí)現所需的相位變化，使用的結構尺寸在波長(cháng)量級及以下，而不需要復雜和體積龐大的透鏡組。在這個(gè)例子中，我們展示了使用圓柱形介電納米柱超構透鏡的設計過(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。對于初始配置，使用E. Bayata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)：超構透鏡
超構透鏡(柱結構分析)
傳播到焦點(diǎn)
探測器
周期性微納米結構可用的建模技術(shù)：
作為一種嚴格的特征模態(tài)求解器，傅里葉模態(tài)法(也稱(chēng)為嚴格耦合波分析，RCWA)提供了非常高的精度。雖然計算可能需要一段時(shí)間，但對于像這樣復雜的系統，高精度是絕對必要的。
連接建模技術(shù)：自由空間傳播
超構透鏡(柱結構分析)
傳播到焦點(diǎn)
探測器
自由空間傳播可用的建模技術(shù)：
當我們將場(chǎng)傳播到焦點(diǎn)時(shí)，我們預計衍射效應會(huì )起作用。為此，選擇傅里葉域技術(shù)來(lái)模擬這一自由空間傳播步驟，因為它們在速度和精度之間提供了很好的折衷。
連接建模技術(shù)：探測器
超構透鏡(柱結構分析)
傳播到焦點(diǎn)
探測器
在不同物理值的探測器建模方面具有完全的靈活性，包括：
• 輻射度測量，例如輻照度，強度
• 光度測量，例如光照度，光亮度
• 橫向范圍測量(例如FWHM)
超構透鏡設計流程
為設計創(chuàng )建理想相位
柱直徑與相位值
柱分布設計
根據所選擇的元胞類(lèi)型所提供的光學(xué)函數和相位值，可以設計橫向分布。在這一步中使用一個(gè)模塊代碼，該模塊代碼選擇合適的柱直徑來(lái)生成所需相位的橫向分布。
柱分布設計
在設計柱形分布時(shí)，將超構透鏡的預期響應和與初始期望函數的偏差作為輸出：
設置超構透鏡
設置超構透鏡
生成的超結構
模擬工作流程步驟#1
為了對柱結構的功能進(jìn)行建模，采用了傅里葉模態(tài)法(FMM，也稱(chēng)為RCWA)。為此，使用帶有通用光柵元件的光柵專(zhuān)用光學(xué)裝置。與設計階段使用的方法相反，現在的結果相位包括鄰近不同柱的相互作用。
步驟#1： 光柵專(zhuān)用光學(xué)裝置 結果：超構透鏡后的相位（以及振幅未顯示）
模擬工作流程步驟#2
在第二步中，使用存儲函數元件將實(shí)際結構計算的函數進(jìn)一步傳播到通用光學(xué)設置中。
對比
導出柱結構
為了導出所設計的柱結構，通過(guò)模塊支持GDSII和基于文本的導出。
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