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摘要 光学超表面是平面纳米结构器件，具有工业吸引力，部分原因是它们利用高通量微电子制造技术来实现。因此，开发能够平衡高效波前响应实现和器件可制造性的设计范例至关重要。我们引入了一种基于梯度的自由曲面超表面设计框架，其中纳米级元素明确限制为基本形状、几乎均匀的特征尺寸和极低的纵横比。尽管超表面几何特征看似均匀，但这些器件能够利用非局部近场光耦合实现超越传统设计方法的高效和极端波前散射。利用这种方法，我们设计了简单的高数值孔径器件，例如能够实现衍射极限聚焦的光束偏转器和大面积超透镜。我们预计这些概念可以促进超表面的设计和集成到单片光学系统中。
具有简便制造参数的逆向设计超表面
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