《FDTD Solutions软件教程——微纳光学仿真利器》 FDTD Solutions是一款强大的微纳光学领域仿真软件，基于Lumerical公司开发的时域有限差分法（Finite-Difference Time-Domain，简称FDTD）。该软件广泛应用于光学器件、超表面等微纳结构的设计和分析，具有直观易用的计算机辅助设计模拟编辑功能，丰富的材料数据库，以及强大的脚本语言支持，为科研和工程人员提供了灵活多样的仿真工具。 在最新版8.6中，FDTD Solutions引入了一系列新特性，如用户可定义的材料模型，允许用户直接修改更新方程，以适应各种非线性、负折射率等复杂材料的建模。此外，新增了对非对角各向异性介质的支持，可以处理具有9元介电常数张量矩阵的材料，这对于研究光在复杂材料中的传播行为至关重要。 软件的材料数据库不断更新，加入了如顺磁性材料、拉曼-可尔模型和四级、二电子激光模式等新材料模型，能够模拟硅的拉曼效应、孤子传播和激光动力学等现象。同时，用户可以通过应用程序库获取这些新材料模型的示例，进行实际操作学习。 FDTD Solutions的脚本语言功能强大，涵盖了系统控制、变量操作、运算符、函数、循环和条件语句、绘图命令、实体对象的添加和操作、模拟计算运行、量度与规范化、测量和优化数据、近场和远场投影、光栅投影等功能。这使得用户可以编写自定义脚本来实现复杂的仿真需求，极大地扩展了软件的适用范围。 在模拟计算方面，FDTD Solutions提供了模式扩展监视器、可旋转模式光源和场分析工具，便于用户分析计算结果。新版本还改进了材料拟合功能，增强了计算结果的管理和可视化，以及支持在任意角度导入TFSF光源，提升了模拟的准确性和效率。 7.5及更早版本也引入了诸如参数扫描、优化处理、实体对象库、并行模拟计算等特性，逐步完善了软件的功能，使其在微纳光学仿真领域保持着领先地位。 FDTD Solutions的安装和许可流程简化，支持多种操作系统，如Mac OS X和Windows 7，以及共形网格的使用，都表明了其致力于提供跨平台、高效且用户友好的解决方案的决心。 总之，FDTD Solutions是微纳光学领域不可或缺的仿真工具，通过其强大的功能和持续的更新，为科研人员提供了精确、全面的模拟环境，推动了微纳光学技术的发展和创新。对于希望深入理解和应用微纳光学的人来说，掌握FDTD Solutions的操作和应用无疑将大大提高其研究和设计能力。

使用极化转换超表面的微带天线的超宽带和极化不敏感的RCS减小

使用各向异性电阻超表面减小贴片阵列天线的RCS减少

超宽带高效透明编码超表面

可以用来模拟改变相位的超构造表面，最终生成涡旋光

基于超表面天线的滤波新方法及其在低剖面宽带高增益滤波天线中的应用

涡旋光束是一种携带有轨道角动量的特殊光束,近年来在光信息传输与加密、天文学探测、微观粒子操纵和生物医学等领域具有广泛的应用价值。传统的涡旋光束产生方法存在一定的局限性,如只能生成特定波长、元器件尺寸偏大和集成化程度较低,而基于超表面微纳技术的发展为涡旋光束的产生和操控提供一种全新的可能性。鉴于此,提出一种基于勾型超表面阵列的涡旋光束产生方法,该超表面结构能够有效地减小涡旋光束生成器件的尺寸,可以实现器件的集成化,且该超表面结构不依赖于特定入射光的圆偏振特性、波长和偏振方向,从而能够实现高拓扑荷数涡旋光束的生成。

惠更斯超表面对正交极化透射波的独立控制

反射梯度超表面被报道为使用具有空间变化的几何参数的交叉谐振器阵列在由一层SiO2隔开的连续金接地平面上的平面，超薄聚光镜。 亚波长十字形建筑元件可通过改变其宽度和长度来提供与偏振无关的性能和完整的2p相位调谐范围，这可以通过基于谐波振荡偶极天线的分析模型来解释。 通过径向相位梯度，证明了超颖表面在1.47 lm波长下可作为抛物面反射镜，测得的效率为44％。 此外，通过精心设计不同建筑元素的平面分布，设计并通过实验验证了另外两个聚焦反射器，它们分别沿法线方向异常反射和聚光，但入射角分别为30°和60°。

通过偏光不敏感的反射超表面实现多焦点太赫兹透镜