多層超表面空間板的模擬

在許多現代光學(xué)設計應用中，人們普遍傾向于使系統盡可能緊湊。手機中的攝像頭就是這種趨勢的最主流例子之一。雖然重點(diǎn)通常放在成像元件本身（例如，通過(guò)采用扁平元件來(lái)減少鏡頭的體積），但為了在保留所需功能的同時(shí)使系統盡可能小，解決元件之間的距離問(wèn)題也是必要的。例如，可以通過(guò)將系統折疊起來(lái)，利用相同的體積實(shí)現多個(gè)傳播步驟，但這并不是唯一可行的策略。

 

我們將介紹多層超表面空間板的模擬（由 O. Reshef 等人在他們的論文“An optic to replace space and its application towards ultra-thin imaging systems.”, Nat. Commun.12, 3512 [2021]中提出的）：一個(gè)平面部件，能夠復制比部件實(shí)際物理厚度更長(cháng)的自由空間傳播步長(cháng)的響應。

 

光學(xué)建模和設計軟件 VirtualLab Fusion 在單一軟件平臺上提供了豐富的可互操作建模技術(shù)，使我們能夠為空間板的多層結構選擇嚴格的S矩陣算法，并將其與其他方法（如自由空間傳播或任何其他元件的方法）相結合，在精度和速度之間取得完美平衡，完成整個(gè)系統的仿真。
 

利用多層超表面制作空間板模型
 

 

分層超材料（"空間板"）用于模仿自由空間中比元件實(shí)際厚度長(cháng)得多的傳播，同時(shí)保持原始光學(xué)系統的成像特性。

 

分層介質(zhì)元件

 

 

本用例介紹了分層介質(zhì)元件，并概述了其選項、設置和電磁場(chǎng)求解器。