摘要
透鏡是一種透射光學裝置，通(tōng)過改變光的相位使光聚焦或散焦。與傳統透鏡不同，超透鏡的優點是能夠在非常薄的層中實現所需的相位變化，使用的結構尺寸在波長量級及以下，而不需要複雜和(hé)體(tǐ)積龐大(dà)的透鏡組。在這個(gè)例子中，我們展示了使用圓柱形介電(diàn)納米柱超構透鏡的設計(jì)過程。由于其納米級結構和(hé)高(gāo)折射率對比度，電(diàn)磁場(chǎng)的全矢量建模是必不可(kě)少(shǎo)的。對于初始配置，使用E. Bayata工作(zuò)中的參數(shù)。
設計(jì)任務
仿真與設置：單平台互操作(zuò)性
連接建模技(jì)術(shù)：超構透鏡
超構透鏡(柱結構分析)
傳播到焦點
探測器(qì)
周期性微納米結構可(kě)用的建模技(jì)術(shù)：
作(zuò)為(wèi)一種嚴格的特征模态求解器(qì)，傅裏葉模态法(也稱為(wèi)嚴格耦合波分析，RCWA)提供了非常高(gāo)的精度。雖然計(jì)算(suàn)可(kě)能需要一段時(shí)間(jiān)，但(dàn)對于像這樣複雜的系統，高(gāo)精度是絕對必要的。
連接建模技(jì)術(shù)：自由空(kōng)間(jiān)傳播
超構透鏡(柱結構分析)
傳播到焦點
探測器(qì)
自由空(kōng)間(jiān)傳播可(kě)用的建模技(jì)術(shù)：
當我們将場(chǎng)傳播到焦點時(shí)，我們預計(jì)衍射效應會(huì)起作(zuò)用。為(wèi)此，選擇傅裏葉域技(jì)術(shù)來(lái)模拟這一自由空(kōng)間(jiān)傳播步驟，因為(wèi)它們在速度和(hé)精度之間(jiān)提供了很(hěn)好的折衷。
連接建模技(jì)術(shù)：探測器(qì)
超構透鏡(柱結構分析)
傳播到焦點
探測器(qì)
在不同物理(lǐ)值的探測器(qì)建模方面具有(yǒu)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
• 橫向範圍測量(例如FWHM)
超構透鏡設計(jì)流程
為(wèi)設計(jì)創建理(lǐ)想相位
柱直徑與相位值
柱分布設計(jì)
根據所選擇的元胞類型所提供的光學函數(shù)和(hé)相位值，可(kě)以設計(jì)橫向分布。在這一步中使用一個(gè)模塊代碼，該模塊代碼選擇合适的柱直徑來(lái)生(shēng)成所需相位的橫向分布。
柱分布設計(jì)
在設計(jì)柱形分布時(shí)，将超構透鏡的預期響應和(hé)與初始期望函數(shù)的偏差作(zuò)為(wèi)輸出：
設置超構透鏡
設置超構透鏡
生(shēng)成的超結構
模拟工作(zuò)流程步驟#1
為(wèi)了對柱結構的功能進行(xíng)建模，采用了傅裏葉模态法(FMM，也稱為(wèi)RCWA)。為(wèi)此，使用帶有(yǒu)通(tōng)用光栅元件的光栅專用光學裝置。與設計(jì)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(zuò)用。
步驟#1： 光栅專用光學裝置 結果：超構透鏡後的相位（以及振幅未顯示）
模拟工作(zuò)流程步驟#2
在第二步中，使用存儲函數(shù)元件将實際結構計(jì)算(suàn)的函數(shù)進一步傳播到通(tōng)用光學設置中。
對比
導出柱結構
為(wèi)了導出所設計(jì)的柱結構，通(tōng)過模塊支持GDSII和(hé)基于文本的導出。
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