今年夏天，PlanOpSim發表了最新模組Metastack，PlanOpSim 實現了從奈米結構、光學元件到系統級光線追蹤的一站式垂直整合（One Platform - Three Levels of Design）：

• MetaCell™（奈米結構級設計）：
  專注於超原子（Meta-Atoms）的設計與最佳化。採用嚴格耦合波分析法（RCWA）求解麥克斯韋方程組，在計算奈米柱等微細結構的二維參數空間時，比傳統 FDTD 演算法更加快速。
• MetaComponent™（元件級超構表面設計）：
  將對應目標的最佳化後的超原子組合成功能性的超構表面元件，進行如波前塑造、全息成像（Holography）與高斯光束對準器件類型模擬的穩健性分析。
• MetaStack™（系統級級聯與多表面模擬）：
  這是該軟體的一大突破性功能，可可靠地模擬多個超構表面級聯（例如晶圓兩側的超構透鏡）之間的複雜相互作用與光學傳播後的模擬結果。

Meta cell與meta component導入與設計四步驟教學

我們也建議您在軟體內依序執行以下案例之四大基礎流程：

Step 1: MetaCell™ — 奈米結構模擬與資料庫建立

1. 設定層狀結構： 新建一個模擬專案，設定入射層為熔融石英（Fused Silica），上方為空氣。
2. 定義超原子參數： 透過軟體內建的 Material Library 選取 TiO₂ 材料，並建立具參數化高度與幾何形狀（如寬度、長度）的奈米柱。
3. 優化高度與掃描（Sweep）： 利用內建的嚴格耦合波分析（RCWA）求解器，優化奈米結構高度，並自動掃描不同參數下對入射光的相位與振幅響應結果。
4. 建立meta cell group庫： 將滿足 0~2π 相位範圍控制的結構儲存為奈米單元結構庫（meta cell group），meta component的候選結構。

Step 2: MetaComponent™ — 鏡片幾何排版與波前定義

1. 設定元件尺寸： 新建 MetaComponent 專案，指定超構透鏡的直徑、目標焦距，並導入剛才建立的奈米單元庫。
2. 寫入目標波前（Target Wavefront）：
   • 舉例:一般幾何透鏡： 可直接輸入教科書標準的球面波/非球面相位公式。
   • 自訂進階波前： 點擊軟體內的畫筆圖示（Pencil Icon），會彈出一個內建的 Python 脚本視窗，可以在此自由撰寫複雜的相位和振幅函數（x, y 分佈），
     點擊 Generate 即可預覽並確認目標波前。

Step 3: Analysis — 焦點模擬與效能分析

1. 設定入射條件： 在分析標籤（Analysis Tab）中定義您的光學設定，例如理想平面波、或是高斯光束（Gaussian Beam）。
2. 觀察觀測面： 將觀測平面設定在預期的焦平面（Focal Plane）位置。
3. 執行運算： 運行仿真後，即可在介面中直接將焦點光斑（Focal Spot）的強度分佈、橫截面場強（xz面/yz面）進行視覺化呈現。

Step 4: Export — 加工與系統導入

• GDSII 掩膜導出： 確認模擬效能達標後，在軟體內一鍵生成並下載微影加工專用的 GDSII 或 OASIS 掩膜檔案（Layout File）。
• 導出至光線追蹤軟體（如 Zemax / TracePro）： 系統會可輸出超構表面的ray trcing結果(psrt)檔與對應的 .dll 插件檔案。您可以將此檔案導入 Zemax 中，
  作為宏觀光學系統（比如 LiDAR、面部辨識鏡頭）中的一個混合表面進行大系統級光線追蹤。

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