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基于FDTD算法的超透镜仿真：聚焦建模、参数优化及多材料与波长适应性分析

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简介：
本研究运用FDTD算法对超透镜进行仿真，涵盖聚焦模型建立、参数优化及不同材料和波长下的性能评估。 FDTD算法在超透镜仿真中的应用包括单元参数扫描选择、聚焦建模设计以及近场与远场的计算。此外，该算法还涉及相位计算及离散处理，并且能够通过调整材料类型和波长相关参数实现不同条件下的聚焦效果优化。通过对各种材料和不同波长进行适应性研究，可以灵活地修改周期性和高度等关键参数以达到所需的聚焦特性。

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  • 基于FDTD算法的超透镜仿真：聚焦建模、参数优化及多材料与波长适应性分析
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    本研究运用FDTD算法对超透镜进行仿真，涵盖聚焦模型建立、参数优化及不同材料和波长下的性能评估。 FDTD算法在超透镜仿真中的应用包括单元参数扫描选择、聚焦建模设计以及近场与远场的计算。此外，该算法还涉及相位计算及离散处理，并且能够通过调整材料类型和波长相关参数实现不同条件下的聚焦效果优化。通过对各种材料和不同波长进行适应性研究，可以灵活地修改周期性和高度等关键参数以达到所需的聚焦特性。
     
  • FDTD仿真下的超透镜.rar：聚焦性能分析
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    本资源为《FDTD仿真下的超透镜》提供了一个详细的研究案例，专注于利用时域有限差分法（FDTD）技术对新型超透镜的聚焦性能进行深入分析。通过模拟和实验对比，展示了该设计在光学成像领域的潜在应用价值。 在可见光波段的金属透镜：衍射极限聚焦与亚波长分辨率成像使用FDTD仿真脚本段落件进行研究。
     
  • 多波长独立聚焦超构透镜技术的研究：基于FDTD仿真的超表面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。
     
  • 长波红外超构透镜偏振复用聚焦FDTD仿真：重现2018年《Optical Letters》研究
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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。
     
  • ZEMAX仿真的自聚焦透镜
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    本研究利用ZEMAX软件进行光学仿真设计，开发了一种高性能自聚焦透镜。通过优化透镜参数，实现了高分辨率、低畸变的成像效果，在光电领域具有广泛应用前景。 用Zemax仿真的自聚焦透镜的ZMX文件非常好，适合学习一下！
     
  • 全玻璃超表面模型：基于FDTD仿真的多焦点传输型超透镜及其在生物医学中的应用研究
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    本研究探讨了利用FDTD仿真技术设计的全玻璃超表面模型，开发出一种新型多焦点传输型超透镜，并探索其在生物医学领域的潜在应用。 全玻璃超表面多焦点超透镜的FDTD仿真与复现研究主要探讨了利用全玻璃材料实现高分辨率轴向多焦点光场生成的技术，并通过降低轴向扫描时间成本，扩展景深在生物医学成像、激光切割等领域的应用潜力。该研究内容涵盖了单焦点和多焦点超透镜的生成模型设计，所有结构均采用二氧化硅来执行传输相位构建。具体包括FDTD仿真模型的设计脚本与Matlab计算代码，并附有详细的复现结果及教程文档。
     
  • 基于二氧化钛纳米柱的传输相位超构透镜设计及FDTD仿真分析
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    本研究聚焦于利用二氧化钛纳米柱阵列构建传输型相位超构透镜，并通过有限差分时域法（FDTD）进行详细仿真与分析，旨在优化光学性能。 传输相位超构透镜：二氧化钛纳米柱结构设计与FDTD仿真研究 本段落复现了2016年《Nano letters》上关于可见光波段偏振不敏感金属透镜的研究成果（Polarization-Insensitive Metalenses at Visible Wavelengths）。文中所述单元结构由二氧化钛圆构成，具备对不同偏振状态的光线进行聚焦的能力。通过调整纳米柱半径实现连续相位调节，构建了具有特定聚焦相位分布的超构透镜模型，并在可见光波段（405nm、532nm和633nm）进行了仿真。 案例内容涵盖了二氧化钛纳米柱单元结构仿真的实施、传输相位参数扫描计算以及双曲相位计算代码。此外，还包括了远场电场分布的计算及聚焦效率分析。本研究提供了完整的FDTD模型及其建模脚本、Matlab编写用于相位调节和匹配的代码，以及一份详细的word教程。 该案例不仅能够帮助理解超构透镜的设计原理与实现方法，还具有一定的可拓展性：所提供的相位计算代码可以应用于任意波段的传输相位设计。
     
  • CST仿真技术：基于全空间涡旋与聚焦的CST超表面材料仿真及CST-Matlab联合布阵与后处理代码的透镜和涡旋全息分析
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    本文探讨了利用CST仿真软件结合全空间涡旋理论，实现对超表面材料的设计与优化。通过CST与Matlab的集成，进行复杂透镜及涡旋结构的布阵设计、后处理代码编写及其性能评估，并深入分析其全息特性。 CST仿真技术包括全空间涡旋与聚焦的超表面材料仿真，结合了CST-Matlab联合布阵与后处理代码用于透镜、涡旋及全息分析。此外，还涉及CST单元相位计算以及基于可调材料的空间涡旋和聚焦仿真的研究。
     
  • 光学仿真与设计_透镜_光斑MATLAB分析_聚焦效应_基尔霍夫衍射理论
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    本课程专注于通过MATLAB进行光学系统中透镜和光斑的仿真及设计，深入探讨聚焦效应，并运用基尔霍夫衍射理论解析复杂光学现象。 设计一个半径为1mm的平面波通过凸面曲率半径为25mm、中心厚度3mm的平凸透镜的情况。使用MATLAB仿真该情况下平面波在透镜几何焦平面上聚焦光斑强度分布，并计算出实际光斑半径，然后与理论值进行对比以确定误差大小。此过程采用波动理论并利用基尔霍夫—菲涅尔衍射积分公式来进行分析和计算。
     
  • 超材料CST仿真的S参数获取及MáS反演算法应用
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    本研究探讨了利用CST软件进行超材料结构的电磁特性仿真，并提出了一种基于S参数的MáS反演算法，以优化设计并提高性能。 M文件可以直接使用，并且可以与CST软件结合对超材料进行仿真。