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宽带任意阶贝塞尔光束超表面模型的FDTD仿真及论文复现（基于2017年《Light Science & Applications》）

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简介：
本研究基于2017年《Light Science & Applications》期刊文章，利用FDTD方法对宽带任意阶贝塞尔光束超表面模型进行数值模拟与实验结果的复现。 本段落介绍了如何使用宽带任意阶贝塞尔光束超表面模型进行FDTD仿真，并复现了2017年发表在《Light Science & Applications》期刊上的文章《利用超表面生成独立于波长的亚波长贝塞尔光束》的内容。该研究通过介质超表面实现了宽带条件下不同阶次贝塞尔光束的产生，其中贝塞尔光束是一种无衍射光束，在较长传播距离内能够保持良好的横向分布特性，因此在粒子操控、成像等领域有广泛应用。 案例内容主要包括两个模型：零阶和一阶贝塞尔光束。这些模型使用二氧化钛介质单元来执行几何相位以构建超表面结构。本案例提供了一个完整的FDTD仿真环境，包括FDTD模型设计脚本、Matlab计算代码以及详细的复现结果，并附带了一份Word教程文档，其中包含用于计算超表面远场光强分布的脚本，能够获取任意位置处贝塞尔光束的具体信息。

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  • 宽带任意阶贝塞尔光束超表面模型的FDTD仿真及论文复现（基于2017年《Light Science & Applications》）
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    本研究基于2017年《Light Science & Applications》期刊文章，利用FDTD方法对宽带任意阶贝塞尔光束超表面模型进行数值模拟与实验结果的复现。 本段落介绍了如何使用宽带任意阶贝塞尔光束超表面模型进行FDTD仿真，并复现了2017年发表在《Light Science & Applications》期刊上的文章《利用超表面生成独立于波长的亚波长贝塞尔光束》的内容。该研究通过介质超表面实现了宽带条件下不同阶次贝塞尔光束的产生，其中贝塞尔光束是一种无衍射光束，在较长传播距离内能够保持良好的横向分布特性，因此在粒子操控、成像等领域有广泛应用。 案例内容主要包括两个模型：零阶和一阶贝塞尔光束。这些模型使用二氧化钛介质单元来执行几何相位以构建超表面结构。本案例提供了一个完整的FDTD仿真环境，包括FDTD模型设计脚本、Matlab计算代码以及详细的复现结果，并附带了一份Word教程文档，其中包含用于计算超表面远场光强分布的脚本，能够获取任意位置处贝塞尔光束的具体信息。
     
  • 基于超表面模型的完美涡旋光束生成：宽带任意阶全介质实现及庞加莱球偏振变化验证，FDTD模拟：宽带任意阶完美涡旋光实例分析
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    本文提出了一种基于超表面模型的方法来生成宽带、任意阶次的完美涡旋光束，并通过FDTD仿真进行了验证。研究展示了该方法在全介质条件下的有效性及庞加莱球上偏振特性的变化规律。 基于超表面模型的完美涡旋光束生成：宽带任意阶全介质实现与庞加莱球偏振变化验证 介绍： 本段落提出了一种利用全介质超表面来实现完美矢量涡旋光束（perfect vector vortex beam）和完整庞加莱球（full Poincaré sphere）的方法。这种完美的矢量涡旋光束不受拓扑荷数的影响，同时满足不同偏振状态下的矢量光场特性变化。该技术在光学加密等领域具有广泛的应用价值。 案例内容： 本研究提供了两个不同的超表面模型用于生成完美矢量涡旋光束，分别对应于不同的拓扑荷数值，并展示了如何通过这些结构产生任意阶的完美涡旋光束。值得注意的是，在不同阶次下产生的涡旋图案半径基本保持不变。 同时，我们验证了全庞加莱球光束在偏振变化和矢量特性方面的表现。 所有设计采用二氧化钛介质单元来实现几何相位与传输相位的结合构建。 关键词：基于超表面的完美涡旋光；FDTD模型；宽带任意阶；完美矢量涡旋光束；偏振变化；拓扑荷数；光学加密；二氧化钛介质单元
     
  • 贝塞尔-高斯光束自由传输的Matlab仿真及高斯光束Matlab仿真程序
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    本研究通过Matlab编程实现了贝塞尔-高斯光束和高斯光束在自由空间中的传播特性仿真，提供了详细的代码示例。 实现贝塞尔高斯光束自由传输的MATLAB仿真程序。
     
  • LSM_Bessel_光束_高阶贝塞尔光束_全息图_空间光调制器
    优质
    本研究聚焦于利用空间光调制器产生高阶贝塞尔光束及其全息图，探索其在光学操控与信息处理中的应用潜力。 使用空间光调制器生成贝塞尔光束的全息图。
     
  • 贝塞尔光束强度模拟程序
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    贝塞尔光束强度模拟程序是一款用于科学研究和工程应用的专业软件工具，它能够精确地模拟贝塞尔光束在不同介质中的传播特性及其强度分布。此程序广泛应用于光学通讯、激光加工及生物医学成像等领域，为研究人员提供了深入分析与优化设计的平台。 贝塞尔光束的横向光强分布包括一个中心光斑以及一系列同心圆环结构。在实际物理条件下实现的贝塞尔光束具有有限无衍射传播范围，在这一范围内，即使遇到不透明障碍物后也能恢复原有的横向光强分布特性。由于其独特的强度分布和传输性质，贝塞尔光束被广泛应用于多个领域，包括光学成像、微细加工、光学互连与校直技术、粒子操控以及微缩平板印刷等，并且在非线性光学中也有重要应用。
     
  • 限束宽度下聚焦贝塞尔-高斯光束轴上光强分布
    优质
    本文探讨了在受限宽度条件下，聚焦贝塞尔-高斯光束轴线上光强度的分布特性，分析其物理机制及应用前景。 通过运用Collins衍射积分推导了贝塞尔－高斯光束经圆光阑限孔透镜后的轴上光强表达式，并进行了数值计算以探讨轴上光强的分布规律。此外，还对贝塞尔光束经过回光阑限孔透镜后在轴上的光强分布进行了理论和实验研究。
     
  • 《超表面资料详解：贝塞尔光束全流程教程，含代码及实例》
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    本书详尽介绍了超表面技术中贝塞尔光束的应用，提供从理论到实践的全方位指导，包含实用代码和案例分析。适合科研人员和技术爱好者深入学习。 在超表面技术领域，贝塞尔光束的生成与分析一直是研究的重点之一。由于其独特的无衍射特性，在传播过程中保持初始形状不变，贝塞尔光束被广泛应用于光学成像、光学镊子及微粒操控等领域。 本次提供的《超表面资料大放送：贝塞尔光束全流程教程》深入浅出地介绍了如何利用超表面技术生成任意阶数的贝塞尔光束。本教程旨在帮助研究者和技术人员掌握这一复杂过程，从理论计算到实际应用进行全面解析。 在理论部分，详细讲解了贝塞尔光束相位计算方法，这是构建贝塞尔光束的基础步骤之一。通过这些计算可以确定空间中传播时的相位分布，并为后续模拟和实验提供准确依据。 本教程利用Cst电磁仿真软件进行模拟演示，展示了如何将理论结果转化为实际模型中的光场特性。这不仅有助于预测特定条件下的衍射与聚焦效果，还对设计优化及提高实验成功率具有重要作用。 在实验部分，则提供了完整的案例分析，包括光场强度分析和电场导出技巧。前者帮助了解能量分布情况，后者则通过直观图像支持进一步的特性和调整研究工作。 此外，在数据可视化方面也介绍了使用matlab进行画图处理的方法，这有助于更精确且美观地展示贝塞尔光束特性，并促进学术交流与报告制作过程中的结果呈现。 综上所述，《超表面资料大放送：贝塞尔光束全流程教程》不仅提供了丰富的理论知识，还通过实例分析、软件模拟和实验案例帮助研究者全面掌握技术要点。无论是初学者还是有经验的研究人员都能从中受益，从而提升自己的专业能力与技术水平。特别是“任意阶数”概念的应用使得不同需求下的定制化设计成为可能，进一步扩展了贝塞尔光束在光学工程及科学研究中的应用范围。 随着光学技术的不断进步，《超表面资料大放送：贝塞尔光束全流程教程》的价值将愈发凸显，在推动相关领域发展方面发挥着重要作用。
     
  • 贝塞尔-高斯光束自由传输的MATLAB仿真及源码.zip
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    本资源提供了一个基于MATLAB仿真的项目，用于研究和模拟贝塞尔-高斯光束在空间中的自由传输特性。包括完整的代码与结果分析，便于学习和科研使用。 贝塞尔高斯光束的自由传输可以通过MATLAB进行仿真，并且可以编写相应的MATLAB程序来模拟高斯光束的行为。
     
  • 在 Qt 中绘制任意阶贝塞尔曲线及动态调整
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    本教程详细介绍如何使用Qt框架在图形界面中绘制任意阶贝塞尔曲线，并实现对曲线的实时调整与优化。 Qt 提供了相当方便的绘制接口（由 QPainter 实现），其中包括贝塞尔曲线的相关 API：QPainterPath 的 quadTo() 和 cubicTo() 方法，配合使用 QPainter::drawPath() 可以实现绘图功能。然而，美中不足的是 Qt 对于贝塞尔曲线仅支持二次和三次阶别，在更高阶的绘制上显得力不从心。即使通过多次调用 quadTo() 或 cubicTo() 也无法达到理想的效果。因此，可以考虑利用贝塞尔公式生成曲线上的点，并使用直线连接这些点来实现 N 阶贝塞尔曲线的绘制。