双层复合纳米结构消色差超透镜设计与优化
作者:
作者单位:

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金面上项目(No.62274124);国家自然科学基金青年项目(No.61705178)资助。


Design and optimization of bilayer composite nanostructured achromatic metalenses
Author:
Affiliation:

Fund Project:

  • 摘要
  • |
  • 图/表
  • |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献
  • |
  • 相似文献
  • |
  • 引证文献
  • |
  • 资源附件
  • |
  • 文章评论
    摘要:

    利用粒子群算法结合遗传算法,针对宽波段下的双层超透镜进行分层设计与优化,以实现双层复合纳米结构超透镜聚焦与消色差性能提升。首先,研究凹凸超透镜所需的微纳单元结构的光学调制特性,通过数值仿真软件Lumerical来扫描固定高度下微纳单元结构的半径构建相位数据库。之后,根据双层超透镜所需的相位轮廓逐层优化,即在相位数据库中找到最佳半径-相位矩阵,即每层超透镜每个位置上对应最佳的单元结构。最后,根据优化结果逐层构建双层超透镜,并通过仿真实验验证了该双层超透镜可以实现近红外波段(1000nm,1250nm)的聚焦,且消色差效果优于同焦距下的单层超透镜。此超透镜为近红外波段双层复合纳米结构超透镜的设计提供了一种解决方案。

    Abstract:

    In this paper,a combination of particle swarm optimization and genetic algorithm is used to perform layered design and optimization of a bilayer metalens across a wide bandwidth,which achieves the enhancement of the focusing and achromatic performance of the bilayer composite nanostructure metalens.Firstly,the optical modulation characteristics of the micro cell structure required for the concave convex metalens are studied,and the phase database is constructed by scanning the radius of the micro cell structure at a fixed height by numerical simulation software Lumerical.After that,according to the phase profile of the bilayer metalens,the optimal radius phase matrix is found in the phase database,that is,the optimal element structure corresponds to each position of each layer of metalens.Finally,the bilayer metalens is constructed layer by layer,according to the optimization results,and the simulation experiments verify that the bilayer metalens can achieve the focusing in the near infrared band(1000 nm,1250 nm),and the achromatic effect is better than that of the single layer metalens at the same focal length.This metalens provides a solution for the design of bilayer composite nanostructured metalens in the near infrared band.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

李昭慧,潘亚晴.双层复合纳米结构消色差超透镜设计与优化[J].激光与红外,2025,55(2):281~287
LI Zhao-hui, PAN Ya-qing. Design and optimization of bilayer composite nanostructured achromatic metalenses[J]. LASER & INFRARED,2025,55(2):281~287

复制
分享
文章指标
  • 点击次数:
  • 下载次数:
  • HTML阅读次数:
  • 引用次数:
历史
  • 收稿日期:
  • 最后修改日期:2024-08-27
  • 录用日期:
  • 在线发布日期: 2025-02-24
  • 出版日期:
×
最新公告
根据主办单位安排,编辑部2025年春节放假时间为1月26日~2月9日,2月10日起正常上班。放假期间投稿系统正常运行,其他业务暂缓办理。
    考虑寒假和快递物流等影响,为避免信件丢失,2025年第一、二期的杂志样刊等相关信件拟在3月份前后通过邮政快递发出,可通过本刊平台浏览、下载当期封面、目录、文章电子版。
    另外,本刊电子书架现已上线,可点击平台首页“电子书架”或扫码在线阅读。