基于二维材料纳米谐振器网络的自适应多光谱模拟

能够高保真度、宽带宽地模拟和适应多种不同光谱轮廓的有源纳米光子材料可能产生深远影响，但由于高维且复杂的设计空间，其设计具有挑战性。在这里，我们展示了由石墨烯中耦合的二维材料纳米谐振器组成的超材料网络可以通过一组输入电压自适应地匹配多个复杂的吸收光谱。为了设计此类网络，我们开发了一个半解析的自微分偶极耦合模型，该模型允许对具有许多元素和电压信号的高维网络进行可扩展优化。作为多光谱能力的演示，我们设计了一个单一网络，能够以非常高的保真度（>90%）模拟四种类似于特定气体（一氧化氮、二氧化氮、甲烷、一氧化二氮）的光谱目标。我们的结果对于设计高度可重构的光学材料和平台，用于传感、通信和显示技术以及热特征和热管理应用具有重要意义。