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基于几何相位设计的超构透镜:实现从可见光至任意波段的聚焦及成像技术

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简介:
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。

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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。
  • 摩尔调表面旋转调与双层研究(发表2021年《Nano 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”。
  • 长独立研究:FDTD仿真表面应用例展示
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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。
  • 采用控阵液晶方法
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    本文提出了一种基于光学相控阵技术实现可变焦液晶透镜的新方法,为智能眼镜、增强现实设备等提供了创新性的解决方案。 本段落基于光学相控阵理论,并结合液晶材料的电光特性提出了一种可变焦液晶透镜的设计方法及其控制过程。在分析了相控阵液晶透镜实现的可能性之后,设计并制作了一个具有1920个电极、孔径宽度为9.6毫米且电极占空比达到80%的液晶透镜,其驱动电压设定为5伏特,并能够对每根电极进行独立控制。该系统可以实现多达201级交流电压调整。 通过计算机仿真技术模拟了所设计液晶透镜产生的相位延迟分布情况,并对其在焦点处形成的光斑形状大小与普通光学透镜的对比进行了误差分析,结果表明这种可变焦液晶透镜能够有效地调节其焦距范围从0.4米到10米之间连续变化。 实验中还观察了该液晶透镜对激光束发散角的影响,进一步验证了它在实现动态调整焦点位置方面的可行性。
  • ZEMAX中
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    本文章介绍了在光学设计软件ZEMAX中进行自聚焦透镜的设计方法和步骤,包括参数设定、优化过程及常见问题解决技巧。 基于Zemax软件的自聚焦透镜课程设计主要探讨如何利用光学设计软件Zemax来进行自聚焦透镜的设计与优化。通过该课程,学生可以学习到光线追踪、像差校正及材料选择等关键技术,并能够独立完成一个实际的自聚焦透镜设计方案。
  • 雷达与3D——3D
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    本讲座深入探讨激光雷达与3D成像技术的应用与发展,旨在提升参与者对3D视觉系统及图像处理的理解。 本专题分为四章,分别探讨激光雷达的TOF探测、扫描方式、应用以及3D成像技术。 第一章介绍时间飞行(Time of Flight, TOF)探测方法,这是激光雷达中最常见的测距手段之一。通过测量发射脉冲光与反射回传感器的时间差来计算距离信息。 第二章讨论了不同类型的扫描机制对激光雷达性能的影响,包括机械旋转式、MEMS微镜式和固态相控阵等方案,并分析它们各自的优缺点。 第三部分则聚焦于LiDAR技术在自动驾驶汽车及其他领域的实际应用案例和技术挑战,同时探讨如何提高其可靠性和鲁棒性以适应复杂多变的环境条件。 最后一章详细阐述了基于激光雷达数据生成精确三维图像的过程及其背后的原理。通过对比分析各种3D成像方式的特点及适用场景,帮助读者全面了解当前主流技术的发展趋势与未来前景。
  • 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。
  • ZEMAX自课程
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    本课程旨在教授使用ZEMAX软件进行自聚焦透镜的设计与优化方法,涵盖光学系统建模、材料选择及性能分析等内容。 Zemax自聚焦透镜设计课程设计
  • DDS形生
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    本项目基于DDS(直接数字频率合成)技术设计实现了一款高效稳定的任意波形生成系统。通过灵活编程,可以迅速准确地产生各种复杂的周期性信号,广泛应用于测试测量、无线通信等领域。 这段文字描述了一篇关于DDS(直接数字频率合成技术)产生任意波形的硕士毕业论文,资料较为全面,希望能对大家有所帮助。
  • 模拟_GUI界面_matlab学仿真_软件_matlab
    优质
    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。