设计和分析超透镜

摘要

透镜是一种透射光学装置，通过改变相位来聚焦或发散光。与传统透镜不同，超透镜的优点是能够在非常薄的膜层中使用波长或更小尺寸的结构来实现所需的相位变化，而不需要复杂和大量的透镜组。在这个例子中，我们展示了使用圆柱形介电纳米柱的超透镜的设计过程。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。对于初始设置，使用了E.Bayata的工作中的参数。

 

设计任务

 

仿真与设置：单平台互操作性
 

连接建模技术：超透镜

 

连接建模技术：自由空间传播

 

接建模技术：探测器

 

超透镜设计工作流程
 

创建理想相位

 

柱直径与相位值

 

圆柱分布设计
 

利用所需的光学函数和所选类型的超透镜单元所提供的相位值，可以设计出横向分布。对于这一步，使用一个模块，它选择适当的圆柱直径来产生所需相位的横向分布。

 

在圆柱分布设计期间，超透镜的预期响应和与初始期望函数的偏差也作为输出传递：

设置超透镜

 

此外，圆柱的高度和形状以及材料需要在柱形几何图形选项卡中正确配置：


 

超透镜的横向延伸在“周期”选项卡中配置：

 

产生的超透镜结构

 

模拟工作流程 步骤#1
 

为了模拟柱形结构的函数，采用了傅里叶模态法（FMM，也称为RCWA）。因此使用了带有通用光栅组件的光栅专用光路。与在设计阶段使用的方法相比，结果相位现在包括了附近不同纳米柱之间的相互作用。

 

模拟工作流程 步骤#2
 

在第二步中，使用保存函数组件在一般光路中进一步扩展真实结构的计算函数。

 

对照

 

圆柱结构导出
 

为了导出所设计的柱形结构，通过一个模块支持GDSII和基于文本的导出。

 

文档信息

 

拓展阅读
二维非近轴光束分离超表面光栅设计

VirtualLab Fusion技术—— FMM/RCWA[S矩阵]

利用特定介质配置光栅结构