全介质超表面技术：实现完美矢量涡旋光束与庞加莱球光束的生成与复现,全介质超表面技术：实现完美矢量涡旋光束及庞加莱球光束的生成与复现——基于FDTD仿真的拓扑荷数超表面模型案例研究,完美矢量涡旋光束 超表面 超透镜 fdtd仿真 复现：2021年Nature Communication ：Broadband generation of perfect Poincaré beams via dielectric spin-multiplexed metasurface lunwen介绍：全介质超表面实现完美矢量涡旋光束生成和完美庞加莱球生成，完美矢量涡旋光束不随拓扑荷的变化而变化，同时满足矢量光场的偏振变化，主要用于光学加密等领域； 案例内容：主要包括文章的两个不同拓扑荷数的完美矢量涡旋光束生成的超表面模型，不同阶次的完美涡旋光产生，其涡旋图案的半径基本不变。 同时验证了全庞加莱球光束的偏振变化和矢量特性。 所有结构采用二氧化钛介质单元执行几何相位加传输相位来构建； 案例包括fdtd模型、fdtd设计脚本、Matlab计算代码和复现结果，以及一份word教程，附带从相位和透射率中挑选用于自

COMSOL光子晶体仿真研究：拓扑荷与偏振态的交互影响，三维能带结构及Q因子计算技术，远场偏振计算的精确性探索,Comsol光子晶体仿真：深入探究拓扑荷与偏振态，三维能带与Q因子计算及远场偏振计算的精确模拟,comsol光子晶体仿真，拓扑荷，偏振态。 三维能带，三维Q，Q因子计算。 远场偏振计算。 ,comsol光子晶体仿真; 拓扑荷; 偏振态; 三维能带; 三维Q; Q因子计算; 远场偏振计算。,基于光子晶体仿真的偏振态拓扑荷Q因子计算及远场分析 光子晶体是一种人造材料，其折射率具有周期性的空间分布，它能够控制和操纵光的传播。在光子晶体的仿真研究中，COMSOL软件作为一款强大的数值计算仿真工具，被广泛应用于各种物理现象的模拟分析。本文将深入探讨在使用COMSOL进行光子晶体仿真时，拓扑荷与偏振态之间复杂的交互作用，以及在三维能带结构和Q因子计算技术方面的重要进展。此外，还会对远场偏振计算的精确性进行探索，并分析这些计算对于理解光子晶体物理属性的贡献。 拓扑荷是描述光子晶体中电磁场分布的一种重要特征，它与偏振态密切相关。在光子晶体结构中，不同的拓扑荷会导致不同的偏振态响应，反之亦然。这种交互影响对于设计具有特定光学性质的光子晶体结构至关重要。通过仿真模拟，研究者可以观察和分析这种相互作用对光子晶体性能的影响，进而指导材料设计和性能优化。 接下来，三维能带结构是理解光子晶体中光传播行为的基础。在COMSOL仿真中，可以构建复杂结构的光子晶体模型，并通过求解电磁场方程，得到其三维能带图谱。三维能带结构不仅揭示了光子晶体的色散关系，还能帮助研究人员预测和设计具有特定频率禁带或通带的光学器件。 Q因子是衡量光学共振腔性能的一个重要参数，它与共振频率的宽度有关，即Q因子越高，共振峰越窄，能量损耗越小。在光子晶体的研究中，精确计算Q因子对于评估和优化光子晶体器件的性能至关重要。利用COMSOL软件强大的后处理功能，可以高效准确地计算出光子晶体的Q因子，并分析其对器件性能的影响。 远场偏振计算是指在光子晶体与外部环境相互作用时，如何计算光的偏振状态。由于偏振态直接影响到光的传播和能量分布，因此精确计算远场偏振对于理解光子晶体与外部介质之间的相互作用非常重要。通过仿真分析，可以预测不同偏振态下光子晶体的远场辐射特性，这对于光学器件的设计和应用具有重要的指导意义。 为了实现上述仿真研究，研究人员通常会结合技术博客文章、技术随笔以及相关的技术文档，深入探讨和解析光子晶体仿真技术的各个方面。这些文献资料不仅提供了理论基础，还包含了在实际仿真过程中的操作细节、技巧以及常见问题的解决方案。通过这些详细的分析和讨论，研究人员可以更加深入地理解光子晶体仿真的复杂性，并在实践中不断优化和改进仿真模型。 COMSOL光子晶体仿真研究是一个多维度、多参数的复杂过程，涉及了拓扑荷与偏振态的交互、三维能带结构的构建以及Q因子和远场偏振的精确计算。通过这些仿真分析，研究人员不仅可以深入理解光子晶体的工作原理，还可以设计出性能更优的光学器件，推动光电子技术的发展。

有效观察OAM的相位模式，可自由设定拓扑荷数

理论上阐述了螺旋相位板产生涡旋光束的机理，推导了涡旋光束与平面波以及球面波的干涉强度表达式，并用以研究了涡旋光束的干涉现象，从数值上得到了拓扑荷数与干涉图样的对应关系。同时在实验上利用螺旋相位板获得了涡旋光束，并得到其干涉图样，实验结果与理论结果保持一致。研究结果表明，携带不同拓扑荷的涡旋光束对应着唯一的干涉图样，因此可以通过干涉图样直观地判断出涡旋光束的拓扑荷数。

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利用带有不同拓扑荷数的两束涡旋光束进行共轴叠加，产生了一种新型光束双涡旋光束，其光强分布为双环结构。从实验和理论两方面对其传输特性进行了研究。研究表明，双涡旋光束的双环携带不同的轨道角动量，且相互独立地传输。此外，当双涡旋光束的内部拓扑荷数保持不变时，双涡旋光束两环间的距离随着外部拓扑荷数的增大而变大。

将氦氖激光器输出的激光经过望远镜系统进行扩束，并在望远镜系统的共焦点附近加入一块转动的毛玻璃，通过改变毛玻璃位置获得不同相干度的部分相干光束，再入射到螺旋相位板最终获得部分相干涡旋光束，通过更换不同的螺旋相位板获得不同拓扑荷数的涡旋光束。研究表明涡旋光束的光强分布将随着光束相干特性的变化而变化。随着入射光束相干度的降低，涡旋光束的中心光强将不再为零，而是慢慢增加，光斑的图像对比度逐渐降低。涡旋光束的空心大小与光束的拓扑荷数有密切关系。根据实验条件模拟的理论结果和实验结果基本一致。

利用理论推导的方法，该matlab程序得出涡旋光束经相位全息光栅接收后一阶衍射光束的解析表达式，并且仿真分析分别得出在发生正常对准、横向偏移、角向倾斜及横向偏移和角向倾斜两者同时出现时衍射光束的质心偏移特性和中心强度变化特性。