设计空间重参数化在逆向设计纳米光子器件中施加硬几何约束
应用物理
2020-07-28 v1
摘要
逆向设计算法是实现高性能、自由形态纳米光子器件的基础。当前施加几何约束（例如实际制造约束）的方法是启发式的，且不够鲁棒。在这项工作中，我们展示了可以通过重参数化设计空间本身来对逆向设计器件施加硬几何约束。候选器件布局不是直接在物理器件空间中评估和修改，而是在一个无约束的潜在空间中定义，并通过数学变换映射到物理器件空间，从而鲁棒地施加几何约束。逆向设计算法指定的对物理器件的修改，通过反向传播在其潜在空间表示上进行。作为概念验证演示，我们应用重参数化技术，在用于超构光栅的局部和全局拓扑优化器中施加严格的最小特征尺寸约束。我们预期，重参数化中的概念将提供一个通用且有意义的平台，将物理和物理约束融入任何基于梯度的优化器，包括机器学习驱动的全局优化器。
引用
@article{arxiv.2007.12991,
title = {Design space reparameterization enforces hard geometric constraints in inverse-designed nanophotonic devices},
author = {Mingkun Chen and Jiaqi Jiang and Jonathan Fan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.12991},
year = {2020}
}