本文将引导您在VirtualLab Fusion中完成超透镜的完整设计与仿真工作流程。该工作流程包含四个主要步骤配置超透镜创建代理模型设计与仿真导出结构1超透镜配置将超透镜组件添加到系统后需配置其基本属性组件后方的介质以及孔径直径形状始终为圆形。配置超透镜的基本属性随后定义波前相位分布——即超透镜所要施加的相位变换。VirtualLab Fusion 提供了两种定义相位分布的方法偶数阶径向多项式使用多项式系数r²、r⁴……定义球面、非球面或自由曲面相位分布。系数也可从 Zemax Binary 2 表面自动导入。用户定义公式通过 VirtualLab 的代码片段技术使用 C# 数学表达式定义相位分布。指定偶数阶非球面多项式的系数实现用户自定义的波前相位分布公式2创建代理模型精确的超透镜仿真需要对数百万个超原子求解麦克斯韦方程组——这是一项计算量极大的任务使得测试不同设计方案或将超透镜集成到完整系统中变得不切实际。初始化训练会话VirtualLab Fusion 通过代理模型克服了这一难题代理模型是经过训练、用于预测超原子光学响应的神经网络。代理模型仅需完成一次完整的训练计算其训练成果便可在后续所有设计迭代与系统级仿真中直接复用无需重复求解麦克斯韦方程组从而显著提升设计效率。配置代理模型的解空间在设计过程中无需对每个超原子即时运行 RCWA严格耦合波分析而是针对每种超原子类型训练一次神经网络覆盖几何参数和入射光条件的完整参数空间。训练完成后代理模型即与超透镜组件绑定。执行训练在 VirtualLab Fusion 中的工作流程如下初始化训练——点击超透镜编辑对话框中的相应按钮或使用主窗口中的代理Surrogate功能区配置解空间——定义代理模型所涵盖的几何参数宽度、长度、半径和入射光条件波长、入射角执行训练——运行神经网络训练过程这需要大量 RCWA 计算但仅需执行一次。训练也可通过分布式计算加速绑定模型——通过编辑对话框或功能区一键将训练好的代理模型附加到超透镜组件。注意训练完成后代理模型内置了响应评估工具。这些工具可在不启动完整系统仿真的前提下独立运行用于分析单个超原子在不同参数下的光学响应特性。绑定模型3设计与仿真完成超透镜的基本配置后您现在可以在光学系统中设计并仿真该超透镜。工作流程包含两个阶段通过光线追迹进行模拟光线追迹——运行光线追迹仿真仅基于您定义的相位分布来验证基本光学功能。此阶段不需要训练好的代理模型可提供快速的性能预览。场追迹——首次运行场追迹仿真时会打开一个设计对话框您可以在其中配置设计参数并执行设计。设计完成后结果将存储到超透镜组件中仿真将使用设计好的数据继续运行。场追迹设计步骤完成后设计信息会被缓存以供后续仿真直接调用。设计过程产生的结果如相位误差和衍射效率等可在超透镜组件的编辑对话框中查看。超透镜编辑对话框这一机制使得无需重复执行设计过程即可针对任意输入条件和任意感兴趣的评价函数对已设计好的超透镜进行快速且精确的建模分析。4导出结构当超透镜在仿真中的性能表现符合预期后即可生成用于制造的加工数据。此时超透镜已完成设计用户可通过超透镜组件编辑对话框中内置的制造数据导出功能配置若干导出参数最终生成标准的 GDSII 文件。数据导出该文件包含了设计中每个超原子的形状、尺寸和位置信息可方便地传输至制造环节。导出工作流程如下打开超透镜组件的编辑对话框单击导出制造数据按钮配置导出参数并触发 GDSII 生成使用标准 GDSII 查看器如 KLayout验证输出并检查生成的 GDSII 文件。GDSII查看器如您对 VirtualLab Fusion 超透镜设计工作流程有任何疑问欢迎随时与我们取得联系。视频操作演示以便更直观地了解整个设计流程。关于讯技光电-深圳深圳讯技光电科技有限公司是一家专业的光电产业研发、顾问服务公司为广大客户提供VirtualLab Fusion、FRED、Macleod、GLAD、LASCAD、Optiwave等光学软件、散射光量测仪等硬件、光学整体解决方案以及各类技术咨询、课程培训与书籍资料。