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摩尔调焦超表面透镜:可见光旋转调焦成像技术与双层超构透镜的研究(发表于2021年《Nano Letters》)

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简介:
本文在2021年的《Nano Letters》期刊上发表了关于摩尔调焦超表面透镜的创新研究,重点介绍了可见光旋转调焦成像技术及双层超构透镜的设计与应用。 2021年《Nano Letters》期刊介绍了摩尔调焦超表面透镜技术及其应用研究,其中重点探讨了可见光旋转调焦成像技术和双层氮化镓纳米柱构建的超构透镜设计。通过采用由氮化镓圆柱单元构成的设计方案,并利用摩尔相位超表面原理,实现了可见光在不同角度下的连续聚焦效果。 该论文的研究内容涵盖了多个方面:首先是基于fdtd(时域有限差分法)技术对单个氮化镓纳米柱的结构进行仿真分析;其次是对传输相位参数进行全面扫描以优化性能表现;然后是开发用于双层摩尔超构透镜设计的相位计算代码,以便于精确控制光束聚焦特性。此外,还进行了模型仿真实验来验证理论预测,并通过远场电场分布计算进一步评估其光学成像质量。 论文提供了一系列研究材料支持学习与应用需求:包括fdtd仿真软件中的模型构建脚本、用于相位分析的Matlab代码以及详细的文字教程文档等。这些资源可以帮助研究人员或学生更好地理解和实践摩尔连续调焦超构透镜的设计理念及其在可见光成像领域的潜在价值。 核心关键词涵盖了: - 摩尔连续调焦超构透镜 - 氮化镓纳米柱单元结构 - 双层摩尔相位超表面 - fdtd仿真技术 - 远场电场分布计算方法 - Matlab编写相位分析代码 - 仿真模型的复现结果展示 - 教程文档指导 论文标题可以概括为:“基于FDTD仿真的可见光旋转调焦与摩尔双层超构透镜研究”。

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  • 2021Nano Letters》)
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    本文在2021年的《Nano Letters》期刊上发表了关于摩尔调焦超表面透镜的创新研究,重点介绍了可见光旋转调焦成像技术及双层超构透镜的设计与应用。 2021年《Nano Letters》期刊介绍了摩尔调焦超表面透镜技术及其应用研究,其中重点探讨了可见光旋转调焦成像技术和双层氮化镓纳米柱构建的超构透镜设计。通过采用由氮化镓圆柱单元构成的设计方案,并利用摩尔相位超表面原理,实现了可见光在不同角度下的连续聚焦效果。 该论文的研究内容涵盖了多个方面:首先是基于fdtd(时域有限差分法)技术对单个氮化镓纳米柱的结构进行仿真分析;其次是对传输相位参数进行全面扫描以优化性能表现;然后是开发用于双层摩尔超构透镜设计的相位计算代码,以便于精确控制光束聚焦特性。此外,还进行了模型仿真实验来验证理论预测,并通过远场电场分布计算进一步评估其光学成像质量。 论文提供了一系列研究材料支持学习与应用需求:包括fdtd仿真软件中的模型构建脚本、用于相位分析的Matlab代码以及详细的文字教程文档等。这些资源可以帮助研究人员或学生更好地理解和实践摩尔连续调焦超构透镜的设计理念及其在可见光成像领域的潜在价值。 核心关键词涵盖了: - 摩尔连续调焦超构透镜 - 氮化镓纳米柱单元结构 - 双层摩尔相位超表面 - fdtd仿真技术 - 远场电场分布计算方法 - Matlab编写相位分析代码 - 仿真模型的复现结果展示 - 教程文档指导 论文标题可以概括为:“基于FDTD仿真的可见光旋转调焦与摩尔双层超构透镜研究”。
  • 效应氮化镓纳米柱,FDTD仿真
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    本研究利用FDTD方法对基于摩尔效应设计的氮化镓纳米柱双层结构进行模拟,探索其在可见光范围内的旋转调焦特性及应用潜力。 摩尔超表面调焦透镜:氮化镓纳米柱双层结构实现可见光旋转调焦成像功能。该研究通过设计双层摩尔相位超表面,在2021年《Nano Letters》期刊上发表,利用其单元结构(由氮化镓圆柱构成)实现了不同旋转角度下的多焦距位置聚焦效果。 案例内容包括对氮化镓纳米柱的单元结构进行仿真、传输相位参数扫描计算,双层摩尔超构透镜的相位计算代码以及模型仿真实验。具体而言,该研究提供了FD-TD(时域有限差分)模型及其建模脚本、Matlab用于相位计算的代码和相应的远场电场分布结果。 案例中包括了完整的FD-TD仿真环境配置说明与实例操作教程文档,便于读者深入理解和复现实验过程。核心关键词涵盖摩尔连续调焦超构透镜、氮化镓圆柱单元结构、双层摩尔相位超表面、可见光旋转调焦成像技术以及相关的FDTD仿真工具和技术细节描述。
  • 长波红外偏振复用聚FDTD仿真:重现2018《Optical Letters
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    本研究基于2018年《Optical Letters》的工作,采用FDTD方法进行仿真分析,探讨了长波红外超构透镜的偏振复用聚焦特性。 长波红外超构透镜偏振复用聚焦FDTD仿真 本段落基于2018年《Optical Letters》发表的论文“High-efficiency, linear-polarization-multiplexing metalens for long-wavelength infrared light”,介绍了一种由二氧化钛椭圆纳米柱构成的单元结构,该结构具有各向异性特点。通过调整椭圆柱的长轴和短轴,可以独立调控xy偏振相位,并构建不同偏振下具有不同聚焦相位分布的超构透镜模型,从而实现10.6μm线偏振复用下的聚焦与成像功能。 案例内容主要包括: - 硅纳米柱在10.6μm长波红外中的单元结构仿真。 - 不同偏振传输相位参数扫描计算。 - 超构透镜的偏振复用聚焦相位计算代码。 - 偏振复用超构透镜中相位与结构尺寸匹配的计算代码,以及对应的远场电场分布计算。 案例包含: - FDTD模型 - FDTD建模脚本 - MATLAB计算相位代码及仿真结果复现 - 一份Word教程 偏振复用型超构透镜的相位计算代码和结构尺寸匹配代码具有广泛的适用性,可用于任意波段的超构透镜设计,并具备良好的可拓展性。
  • 几何相位设计:实现从至任意波段
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    本研究提出了一种基于几何相位原理的超构透镜设计方法,实现了从可见光到任意波长范围内的高效聚焦与成像,突破了传统光学材料限制。 基于几何相位设计的超构透镜:从可见光到任意波段的聚焦与成像技术 介绍: 本段落研究采用二氧化钛纳米柱单元结构,并通过几何相位计算,实现接近衍射极限的超构透镜模型,在可见光范围内进行聚焦和成像。该方法具备广泛的应用潜力。 案例内容主要包括以下几个方面: 1. 二氧化钛纳米柱的单元结构仿真; 2. 几何相位设计与计算; 3. 双曲相位分布代码编写及优化; 4. 在405nm、532nm和633nm三个波长下,超构透镜模型的设计及其远场电场分布模拟。 5. 聚焦效率的评估。 案例资料包括fdtd仿真模型、设计脚本以及Matlab计算代码。此外还提供一份详细的教程文档,帮助学习者更好地理解和掌握相关技术细节。值得注意的是,几何相位与纳米柱结构匹配算法具有高度可拓展性,在不同波段的应用中均能发挥重要作用。
  • 多波长独立聚:基FDTD仿真设计及应用实例展示
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    本研究专注于利用FDTD仿真方法探索多波长独立聚焦超构透镜的设计与实现,并通过具体案例展示了其潜在的应用价值。 多波长独立聚焦超构透镜技术研究主要通过FDTD仿真来设计与展示应用案例。这项研究基于硅矩形纳米柱结构的单元构建,通过调整这些结构的尺寸,在三个特定波长处达到高偏振转换效率,并利用改变纳米柱转角的方法实现连续几何相位调节。由此可以创建出适用于可见光范围内的三原色聚焦和成像功能的超构透镜模型。 案例内容涵盖了硅纳米柱单元结构仿真、偏振转换效率计算以及几何相位分析,还包括了用于不同色散曲线对应的超构透镜相位设计的matlab代码。此外,还展示了不同色散特性的超构透镜模型及其远场电场分布的结果。 该研究案例提供了一个完整的fdtd建模脚本、Matlab中的计算相位代码和仿真复现结果,以及一份详细的word教程。特别值得一提的是,所开发的用于计算不同色散下的超构透镜相位的方法具有广泛的适用性,并可用于任意波段的设计中,显示出良好的可拓展性能。 关键词包括:多波长;独立聚焦超构透镜;FDTD仿真;超表面;硅纳米柱结构;单元设计;偏振转换效率;几何相位调节。
  • 全息:基GS算法应用展望
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    本研究探讨了超表面全息成像技术及其在超透镜中的应用,并利用GS算法优化其性能,展望了该技术未来的发展方向。 超表面全息成像技术是近年来在光学领域迅速发展的一种新兴技术,其核心在于利用超透镜与GS算法(Gerchberg-Saxton算法)的结合应用。GS算法是一种迭代算法,主要用于解决相位恢复问题,并能准确计算出全息图像的相位分布。超透镜作为一种新型光学元件,由亚波长尺寸的单元结构组成,能够对光波进行精确操控,实现传统透镜无法达到的效果。 在超表面全息成像技术中,GS算法的应用主要体现在通过迭代计算全息图的相位信息来合成所需的图像。这种方法不仅提高了成像的质量和分辨率,并且大大减少了对传统光学元件的需求,使成像系统更加紧凑轻便。而超透镜则进一步增强了系统的性能,因为它能够在亚波长尺度上控制光波传播。 该技术的应用范围广泛,包括但不限于生物医学成像、安全监控、3D显示技术和虚拟现实与增强现实等领域。例如,在生物医学领域中,这项技术可以实现细胞和组织的高分辨率成像,有助于疾病的早期诊断和治疗;在虚拟现实及增强现实中,则可通过超表面全息成像技术提供更为真实的三维图像体验。 展望未来,结合GS算法应用的超透镜将在光学成像领域扮演重要角色。随着计算能力提升与新材料发现,这项技术有望在未来多个行业得到广泛应用,并为人们的生活带来革命性变化。
  • metalens.rar_FDTD_金属_Metalens FDTD__
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    本资源包提供了关于FDTD(时域有限差分法)模拟金属超透镜(Metalens)的设计与应用的相关资料,包括理论介绍、仿真模型和实验数据等。 在FDTD Solutions中绘制超透镜。
  • 学相控阵原理距液晶
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    本发明提出了一种基于光学相控阵技术的可调焦距液晶透镜,通过电场控制改变光线路径实现焦点调节,适用于虚拟现实、增强显示等领域。 基于光学相控阵技术原理的可调焦距液晶透镜。
  • 模拟_GUI界_matlab学仿真_软件_基matlab
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    本项目是一款基于MATLAB开发的透镜成像光学仿真软件,提供直观GUI界面,用户可进行透镜成像参数设置与模拟,适用于学习和研究光学成像原理。 基于物理光学透镜成像原理,利用MATLAB语言编写了仿真程序,并制作了GUI界面。
  • 束聚受热效应影响.pdf
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    本文探讨了激光光束在聚焦过程中由于热效应引起透镜变形的影响,分析了这种变化对激光加工精度和效率的潜在影响,并提出相应的优化策略。 热透镜效应是高功率固体激光器工作过程中出现的一种现象,由激光棒内部不均匀的温度分布引起。这种效应主要是由于热量在棒中心区域集中导致折射率变化造成的:棒心部位的折射率高于边缘部分,从而改变了光束通过时的行为,类似于正透镜的效果,影响了聚焦特性并最终降低了输出光束的质量。 热透镜效应对激光系统的影响广泛且复杂,不仅会降低谐振腔稳定性、改变模式耦合率和腔模尺寸,还会在极端情况下导致激光棒破裂。因此,在需要高精度聚焦的应用中(如激光打孔、标记及精密加工),必须特别注意这种效应带来的影响。 研究利用了ABCD定律来分析热透镜效应对高斯光束传播的影响,这是一种描述理想光学系统光线行为的常用理论模型。通过该定律可以计算含有热透镜的系统的特性,并探究其对激光聚焦的具体作用。 文中还进行了数值模拟和实验验证,分别使用短焦距与长焦距透镜进行对比分析,研究了不同条件下高斯光束腰斑半径及位置的变化情况。结果显示,在存在明显热透镜效应的情况下,采用合适的透镜类型(例如较短的焦距)能够获得更加稳定的聚焦效果。 此外文章还讨论了如何通过变换公式来估算焦点的位置和大小,并提供了详细的计算方法以量化评估该现象对激光性能的影响程度。同时提到利用LabVIEW软件进行相关参数分析的可能性,在大功率固体激光器设计中具有潜在的应用价值。 总的来说,本段落深入探讨了热透镜效应对高斯光束聚焦特性的影响,并通过理论与实验相结合的方式给出了指导性的结论。这些发现不仅有助于更好地理解该效应的本质及其对激光系统性能的限制作用,还为实际应用中的优化策略提供了科学依据。