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基于摩尔效应的氮化镓纳米柱双层结构可见光旋转调焦成像超表面,FDTD仿真研究

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简介:
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。

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  • FDTD仿
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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。
  • 透镜:技术与透镜(发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”。
  • 综述
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    本文为一篇关于氮化镓研究的综述性文章,系统地回顾了氮化镓材料在半导体领域的最新进展及其应用前景。 氮化镓研究综述 本段落对氮化镓的研究进展进行了全面的回顾与分析。从材料生长、器件设计到应用领域,文章详细探讨了氮化镓在各个方面的最新成果和发展趋势。通过对现有文献和技术报告的梳理,作者总结了氮化镓技术的关键挑战和未来发展方向,并提出了可能的研究途径以推动该领域的进一步发展。
  • 二氧传输相位透镜设计及FDTD仿分析
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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。
  • 中红外宽带消色差偏振复用透镜:硅FDTD仿及粒子群优算法设计模型分析报告
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    本研究聚焦于中红外波段宽带消色差偏振复用超透镜的设计,采用硅纳米柱结构并通过有限时域差分法(FDTD)进行仿真。此外,运用了粒子群优化算法来改进超表面模型,旨在实现高效、多功能的光学器件设计。 本研究报告探讨了基于硅纳米柱结构的FDTD仿真与粒子群优化算法设计超表面模型,以实现中红外宽带消色差偏振复用超透镜的研究成果。报告详细介绍了利用各向异性的传输相位及色散补偿技术,通过粒子群优化算法来构建偏振复用消色差超透镜的模型设计方法。 研究内容主要聚焦于入射光为x偏振和y偏振的情况下,如何实现宽带消色差连续聚焦以及涡旋光束生成的功能。报告中详细描述了硅纳米柱结构相位原子库计算的过程,并提供了利用粒子群优化算法与色散补偿构建偏振复用消色差超透镜的代码脚本。 此外,研究还对不同波长下的聚焦光场和涡旋光束远场变化进行了计算分析。案例包含了FDTD模型、设计脚本、Matlab计算代码以及详细的word教程,附带了粒子群优化算法联合仿真的偏振复用消色差超透镜的脚本。这些工具能够帮助研究人员实现任意波段内偏振复用消色差超透镜的设计,并具备广泛的适用性。
  • 散射仿 AgScatter.fsp 文件(FDTD Solutions)
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    本文件为使用FDTD Solutions软件进行银纳米柱散射特性的仿真设计。AgScatter.fsp模型详细研究了不同排列下银纳米柱对光的散射效应,适用于光学、材料科学领域的科研与教学。 纳米粒子和纳米天线的散射场仿真研究。
  • 多波长独立聚透镜技术FDTD仿设计及用实例展示
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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。
  • FDTD仿栅耦合器率計算
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    本研究采用时域有限差分法(FDTD)仿真技术,深入探讨并计算了光栅耦合器的转换效率,以优化其在光电集成器件中的性能。 FDTD(有限差分时域法)是一种数值模拟技术,在电磁波及光波的传播、散射与辐射研究领域广泛应用。光栅耦合器作为光学器件,能够高效地将电磁波或光从一种介质引导至另一种介质中实现耦合效应,在光纤通信和光电子集成设备中有重要作用。转换效率是评估其性能的关键指标,指输入端到输出端的能量传输比率。 进行FDTD仿真时,首先需建立光栅耦合器的物理模型,并设定适当的边界条件与初始状态。通过求解麦克斯韦方程组,在有限时间范围内逐步迭代计算电磁场分布情况。此过程中,几何参数、材料属性及入射波特性等因素影响着结果准确性。 转换效率计算主要涉及分析输入波和输出波之间的能量比值,需要研究者不仅关注光栅耦合器内电磁波的传播特征,还需对出射波的能量进行详尽解析以获取具体的转换效率数值。此过程可能采用自适应网格划分、并行计算技术等方法提高精度与速度。 由于设计复杂性高,研究人员需通过大量仿真探索不同参数组合下转换效率的变化规律。对比分析后可确定最优设计方案,从而提升整体性能表现。此外,借助遗传算法或粒子群优化算法等手段亦能进一步优化设计成果。 在实际应用中,光栅耦合器的转换效率直接影响光学系统的效能水平,在其设计与制造过程中具有重要价值。FDTD模拟及转化率计算研究不仅能为设计师提供理论指导,还能支持实验验证工作。 综上所述,该领域的深入探索不仅有助于提高光栅耦合器性能,亦能推动相关科学技术领域的发展。
  • FDTD Solutions软件教程:学领域器件与仿
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    本教程详细介绍FDTD Solutions在微纳光学中的应用,涵盖器件设计及超表面模拟技术,帮助用户掌握先进的光子学仿真技能。 该资源涵盖了FDTD Solutions软件的常用操作及其算法,并包含了一些常用的脚本命令。
  • 生物陶瓷涂擦磨损特性
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    本研究旨在探讨激光表面织构化技术对生物陶瓷涂层摩擦磨损性能的影响,通过实验分析优化材料在生物医学应用中的耐磨性和润滑性。 基于Reynolds方程和P-C模型(Patir and Cheng),建立了织构表面在流体动压润滑及混合润滑状态下的理论模型。采用有限差分法结合数值迭代,利用Matlab编程对上述模型进行计算,获得了计算域内的压力分布以及织构表面的理论摩擦系数,并以此作为评估其摩擦学性能的标准。 通过飞秒激光加工工艺,在氧化锆(ZrO2)增强羟基磷灰石(HA)生物陶瓷涂层上制造出不同排布方式的椭圆形织构阵列和不同面覆率的圆形织构阵列。在往复实验平台上进行摩擦磨损测试,使用三维轮廓仪测量涂层的磨损深度,并验证了数值模型的有效性。