利用生成对抗网络基于 Kerker 开关设计多功能色路由器
光学
2023-09-11 v1 应用物理
摘要
为实现高分辨率与高效率的光电器件，迫切需求在频域与空间域均具强可控性且超小占地的光学结构单元。对于介电纳米粒子，电偶极与磁偶极矩的重叠可使光完全前向或后向散射，即所谓 Kerker 理论。该效应可推广至任意多极与任意方向，重命名为广义 Kerker 效应，并利用精心设计的介电结构在全空间与全频谱实现可控光操控。然而，多极耦合的复杂情形使得结构设计困难。此处，利用生成式人工智能（AI）以促进面向多目标的结构设计，其中我们借助同时考虑光谱与方向比作为标签的“组合光谱”概念。所提出的生成对抗网络（GAN）命名为 DDGAN（双判别器 GAN），其同时判别图像与光谱标签。利用训练好的网络，我们实现了散射颜色与方向性、RGB 色路由器以及窄带光路由器的同步设计。值得注意的是，所有生成结构占地小于 600x600 nm，表明其在超高分辨率光电器件中的潜在应用。
引用
@article{arxiv.2309.04104,
title = {Design of multifunctional color routers with Kerker switching using generative adversarial networks},
author = {Jiahao Yan and Dayu Zhu and Yanjun Bao and Qin Chen and Baojun Li and Wenshan Cai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.04104},
year = {2023}
}