超表面课题硕士，简单说说对超表面的理解

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超表面可以简单理解为“亚波长尺度的光栅”，是一种阵列排布的微纳结构，每个微纳结构的几何形貌变化可以调节对应位置的相位/振幅/偏振，以此实现对光的调控。
由于尺度在亚波长量级，传统的标量模型已经不能准确地反映真实情况。我们一般采用矢量模型，严格求解麦克斯韦方程组，比如时域有限差分法（FDTD）来计算超表面对光场的调控。
超表面最大的优势是它体积小，自由度高，可以替代传统光学元件以减小系统体积与重量。将超表面设计成超透镜（metalens），可以代替透镜实现成像。将超表面设计成全息片（metahologram），可以实现全息显示，也可以用于光波导的光束耦合。
主要的加工方式是电子束刻蚀（EBL）、纳米压印。
目前存在的主要问题有两大块，一是设计方面，由于单元之间的耦合导致实际光场与目标光场间存在偏差，有待于机器学习等优化算法的开发。超表面的仿真需要大量计算资源，仿真时间长，需要更高效的近似理论。二是加工方面，加工的精度还达不到理想要求，做出来的柱子往往上小下大，成了一个棱台形状。
尽管有很多问题，但未来一定是meta的！

隔壁的薛定谔

超表面设计，涉及到优化吗？还是说仅仅是仿真？

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隔壁的薛定谔 发表于 2023-10-9 18:00
超表面设计，涉及到优化吗？还是说仅仅是仿真？

优化了效果肯定更好，属于锦上添花的东西。当然就科研发文章而言，如果有一些新颖的设计理念，优化就不是关键要素。

隔壁的薛定谔

FavoriteSun 发表于 2023-10-10 10:17
优化了效果肯定更好，属于锦上添花的东西。当然就科研发文章而言，如果有一些新颖的设计理念，优化就不是 ...

那就仅仅是仿真？

FavoriteSun

隔壁的薛定谔 发表于 2023-10-10 14:06
那就仅仅是仿真？

你要是接受60分的效果，那就仅仅是个仿真。你要想做到80、90分，那就得优化。

菠萝籽

超表面目前很少看到高数值孔径，是因为加工精度吗？

FavoriteSun

菠萝籽 发表于 2023-11-13 13:28
超表面目前很少看到高数值孔径，是因为加工精度吗？

有0.99NA的文章的，有很多原因，设计和加工都有难点

damon

菠萝籽 发表于 2023-11-13 13:28
超表面目前很少看到高数值孔径，是因为加工精度吗？

我粗浅的理解大部分是因为加工的原因，因为高数值孔径需要更多的采样，导致微纳单元的尺寸更小，所以很难加工出来

与之之

讲座精华的摘录与总结，很好的学习习惯，最后一句总结经典，毕设也看超表面，刚好看到帖子，谢谢分享

leomessiii

请问超表面和二元衍射光学元件的区别是什么？光栅尺寸不一样吗？