在系统讲解天线、超表面的物理原理、功能实现机制以及利用有限元法（Finite Element Method, FEM）进行建模与仿真设计的完整流程。通过理论讲授与仿真实践相结合的方式，帮助学员掌握从结构建模、物理场设置、网格划分、参数扫描到仿真后处理与优化设计的全过程，并最终能够独立搭建可用于科研发表级别的仿真模型。
1.理解超表面物理机制与仿真需求
掌握超表面的基本工作原理（如相位调控、谐振模式、空间色散），了解其在光场调控中的核心功能。明确仿真过程中对周期性边界、亚波长结构和高精度求解的需求。
2.掌握 COMSOL 中天线设计、超表面建模流程
学习在 COMSOL 中构建超表面单元结构，包括几何建模、材料设定、边界条件（如周期性边界、端口激励）的应用。熟悉频域仿真流程与仿真精度控制手段（如网格收敛与PML设置）。
3.完成典型超表面器件的仿真实践
动手仿真多个超表面功能器件，包括偏振转换器、相位延迟器、扇形透镜、OAM光束生成器等，分析其电磁响应（透射相位、反射率、聚焦效果等）。
4.掌握超表面参数扫描与结构优化技巧
学习利用参数扫描与函数控制，实现超表面结构的多参响应提取。掌握集成 MATLAB 或 COMSOL Application Builder 的优化流程，用于相位库提取与波前合成设计。
5.具备独立设计与仿真超表面器件的能力
能够根据科研或工程需求，独立建立高精度的超表面仿真模型，分析仿真数据并评估器件性能，为后续论文发表或项目设计提供支持。
第一天：周期性结构与波导系统
第一章：周期性结构能带仿真
1.基础理论
1.1能带理论（Floquet-Bloch定理）
1.2BIC物理机制（对称性保护 vs. 参数调控）
2.核心案例
2.1案例1.1：一维光子晶体
2.2案例1.2：二维光子晶体板
2.3案例1.3：光学中的连续谱束缚态(BIC) ----（根据发表在Phys Rev Lett上的论文）
2.4案例1.4：魔角Moiré光子晶体----（根据发表在Nature nanotechnology上的论文）
2.5案例1.5：频率选择表面（互补开口谐振环透射谱）
2.6案例1.6：超表面光束偏折器
第二章：波导模型仿真
1.关键技术
1.1二维等效三维方法（模式匹配原理）
2.核心案例
2.1案例2.1：矩形波导模态分析
2.2案例2.2：波导耦合器
2.3案例2.3：光纤波导
2.4案例2.4：环形谐振腔
第二天：非线性场与天线系统
第三章：非线性场仿真
1.耦合机制
1.1非线性极化率设置（χ⁽²⁾张量定义）
2.核心案例
2.1案例3.1：频域二次谐波产生
第四章：天线设计
1.天线关键技术
1.1传输线理论
2.核心案例
2.1案例4.1: 同轴电缆微带线模型
2.2案例4.2: 平行导线微带线模型
2.3案例4.3: 同轴电缆与电路耦合
2.4案例4.3: 接地共面波导上的SMA连接器
2.5案例4.4: Wilkinsong功分器
2.6案例4.5: Wilkinsong功分器传输线模块
2.7案例4.6：微带贴片天线（谐振频率调整）
2.8案例4.7：相控阵天线（波束扫描相位控制）
2.9案例4.8：抛物面天线（远场方向图计算）
第三天：拓扑超表面与常用理论
第五章：拓扑超表面
1. 拓扑光学研究介绍
2. 光学拓扑边界态
3. 光学拓扑边界态的频域仿真
4. comsol时域仿真
5. comsol数学模块使用
6. 光学拓扑边界态的时域仿真
第六章：超表面体系中的常用理论
1. 有效哈密顿量法
2. 时域耦合模理论
3. BIC的多极解释
第四天：时域超表面与局域化效应
第七章：时域超表面
1. 时变材料背景介绍
2. 时间界面与时间包层的comsol仿真
3. 时间光子晶体
4. 时域超表面理论
5. 时域超表面
第八章：安德森局域化
1. 安德森局域化背景介绍
2. comsol with matlab教学
3. 安德森局域化的comsol仿真
第九章：石墨烯超表面
1. 石墨烯光学性质介绍
2. 石墨烯纳米带全反射仿真
第五天：优化设计实战
第十章：形状优化
1.参数化扫描策略
1.1几何变量约束条件设置
2.核心案例
2.1案例10.1：用于多路分解的光子晶体的优化
2.2案例10.2：用于信号滤波的光子晶体的优化
2.3案例10.3：多波长超表面----（根据发表在OPTICS EXPRESS上的论文）
2.4案例10.4：超表面波长解复用----（根据发表在OPTICS EXPRESS上的论文）
第十一章：拓扑优化
1.反设计流程
灵敏度分析 + 梯度优化算法
2.核心案例
2.1案例11.1：超透镜设计
2.2案例11.2：多层超表面优化----（根据发表在PHYSICAL REVIEW APPLIED上的论文）
2.3案例11.3：宽带消色差透镜的优化（根据发表在OPTICS EXPRESS上的论文）
2.4案例11.4：模式转换器----（根据发表在ACS Photonics上的论文）1.基础理论
