基于VirtualLab Fusion的微结构仿真设计与加工技术（光栅、超表面、蛾眼结构的仿真与加工技术）课程

基于VirtualLab Fusion的微结构仿真设计与加工技术（光栅、超表面、蛾眼结构的仿真与加工技术）

课程时间：2026/5/19（二）-5/20（三）

课程地点：上海

微结构元件作为现代光学系统的核心组成部分，应用广泛，其设计精度与加工质量直接影响器件性能。本课程借助光之数字模型平台VirtualLab Fusion，结合多种仿真算法，开展各类微结构的仿真设计与性能优化教学。

课程涵盖衍射光学元件、光栅、超表面等多种微结构类型，包括蛾眼减反射表面、偏振无关光栅、超构透镜等，涉及结构建模、参数优化、性能验证等核心环节，无需深厚软件基础即可参与学习。

本课程讲解VirtualLab Fusion在微结构仿真中的应用方法，为微结构加工提供可靠的仿真支撑与理论依据。加工方面主要介绍微纳加工工艺选型、加工参数把控及质量检测等内容，呈现微结构从仿真设计到实际加工的完整技术思路。

1. VirtualLab Fusion软件介绍

• 光之数字模型平台原理介绍
• VirtualLab Fusion用户界面的基础操作

1. 衍射光学元件设计与优化

• VirtualLab Fusion自由空间传播方法
• 迭代傅里叶变化及角谱方法
• 将高斯光整形成矩形平顶光束的设计优化
• 衍射光学元件分束设计优化
• 生成图案的衍射扩散器设计
• 基于薄元近似的实际结构与公差分析仿真
• 衍射光学元件加工文件导出

1. 周期性微纳结构的优化设计

• 傅里叶模态法（Fourier Modal Method）仿真
• 微透镜阵列仿真
• 蛾眼减反射表面的建模和仿真优化
• 闪耀光栅与倾斜光栅的设计优化与公差分析
• 提高光栅衍射级次效率的光栅优化设计
• 大角度分束衍射光学元件的设计优化

1. 超表面微纳结构

• 超构表面偏振/波长/角度响应分析
• 超光栅的构建
• 基于神经网络的超构透镜设计
• 设计和分析超透镜
• 基于超构透镜（PCA）实现聚焦与成像

1. 微纳加工工艺方案

• 微纳加工完整流程概述
• 灰度曝光/直写技术
• 刻蚀类工艺
• 其他辅助工艺
• 典型微纳结构加工全流程实例

1. 微纳结构的表征

• 微纳结构面型检测