视觉是人类感知外界的主要方式。视觉成像从古至今一直被人们所研究和记载。近代以来,随着镜头等器件在设计和制造工艺上的不断发展,成像设备的功能也越来越强大。先进成像设备极大地拓展了人类对世界的认识。近年来,变换光学(Transformation Optics)作为新兴的学科,有望在成像领域发挥巨大作用。变换光学于2006年由英国科学家Pendry等人首次提出,其基础是利用麦克斯韦方程组(Maxwell’sequations)的形式不变性。借助该理论,可以通过设计空间变换关系进而调控光的传播轨迹。自提出以来,基于变换光学设计的新型电磁器件得到了广泛关注。传统镜头主要基于几何光学的折射与反射成像。本文通过将变换光学与镜头设计相结合,创新性地提出了基于变换光学设计广角成像器件的方法,利用变换光学理论计算电磁参数,为镜头等广角成像器件的设计提供了一种新思路。基于本文提出广角成像的方法,能将四周光线汇聚到器件使用者视野之中,理论上能够提供360°超广角景象。相比于传统镜头,本设计无需镜片校准;相比于其他借助计算机等电子器件进行图像拼接的广角成像技术,本设计无需有源设备,理论上能达到实时成像效果。本论文对基于变换光学的广角成像方法进行了数值仿真验证,借助有限元商业软件COMSOL对器件进行建模,把电磁参数代入模型进行功能仿真。仿真包含两部分:利用高斯波模拟光在器件中的传播轨迹和利用光路可逆原理验证其整体性能。通过高斯波仿真,验证了在理想条件下,该器件能改变高斯波传播轨迹,并按照坐标变换关系所设计的路径在其内部传播。根据光路可逆原理,将波源设置在器件内部,通过观察由波源发出的电磁波能否绕开理想导电材料向外辐射出完整柱面波,来验证成像器件在各个角度上将光束汇聚到内侧屏幕的能力。数值仿真结果证明了本论文提出的基于变换光学理论实现广角成像方法的准确性。