049 – FDTD超材料专题教程⑨涡旋光产生（带讲解视频）

本例是“FDTD超材料专题教程”中的第九讲，首先展示一下教程的海报：

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下面是针对第九讲的详细介绍：

基本介绍：

• 主要内容：根据发表在 Science 上的论文《Light propagation with phase discontinuities: generalized laws of reflection and refraction（作者：Nanfang Yu等）》，复现了其中的 Fig.2adeg、Fig.5c，以及论文中没有的涡旋光相位分布；
• 最后举的例子基于 Lumerical FDTD Solution求解，使用的软件版本为 Lumerical 2020 R2；
• 计算所需的内存： 11 GB；
• 涉及的内容：在结构组中编写代码绘制复杂结构、周期性条件、完美匹配层、自定义网格、场分布和功率监视器、参数扫描、用代码将多张电场图拼接在同一张图里、不同臂长和不同夹角下的散射场强和散射场相位、用高斯光照射超表面实现涡旋光的产生 等；
• 绘制了：一字形不同棒长的散射场强和散射光相位、V 字形不同臂长和夹角的散射场强的二维云图、V 字形不同臂长和夹角的散射场相位的二维云图、八种典型尺寸的散射光电场分布、横截面上涡旋光的场强分布和相位分布；
• 本次课录制了时长为 2 h 18 min 的讲解视频（从打开软件开始录到画出结果为止）；
• 付费后可以观看讲解视频，并下载案例文件。购买此案例不附带答疑指导。

包含的文件截图、课程视频截图：

详细描述：

如上图所示，由不同夹角 Δ 和臂长 h 的 V 字形金纳米天线放置在 Si 衬底上组成一个超表面。每个金纳米天线的臂宽和厚度分别为 220 nm 和 50 nm，排列周期是 1.5 um，上方的 8 个典型结构对应的尺寸分别为：

波长为 8 um，沿 y 方向偏振的光从衬底一侧入射，计算出射光的电场分布和相位分布，验证了出射光是涡旋光。

计算的内容和结果：

1、一字型纳米棒的归一化散射场强和散射光相位（左：论文中的结果，右：本例的结果）（由于计算时间较长，所以我划分的网格稍粗一点，导致相位曲线左侧精度有所下降）👇

2、不同夹角和臂长下，V 形纳米天线的散射光强二维云图（左：论文中的结果，右：本例的结果）👇

3、不同夹角和臂长下，V 形纳米天线的散射场相位二维云图（左：论文中的结果，右：本例的结果）👇

4、八个典型尺寸的散射电场分布拼图（左：论文中的结果，右：本例的结果）👇

5、产生的涡旋光的横截面电场分布（左：论文中的实验照片，右：本例的结果）👇

6、产生的涡旋光的横截面相位分布（论文中没有此结果）👇

7、产生的涡旋光的纵向电场分布（论文中没有此结果）👇

付费后将能看到讲解视频，并下载讲解过程中做出来的模型文件。

再次提醒：在本页面上付款购买的是 “FDTD超材料专题教程” 的第九讲，而非全套课程。购买案例不附带答疑指导服务。