用于成像与偏振测量的端到端纳米光子逆向设计
光学
2020-10-13 v2 图像与视频处理
应用物理
计算物理
摘要
通过协同设计超光学前端与图像处理后端，我们展示了相较纯光学或纯计算方案在噪声敏感性与紧凑性上显著更优的性能，并以两个例子说明：亚波长成像与多个光源全偏振相干矩阵的重建。我们的端到端逆向设计将完整麦克斯韦方程求解——利用亚波长散射体中出现的波动物理所有方面——与逆散射算法耦合于涉及 自由度的大规模单一优化中。所得结构散射光的方式与传统透镜或随机微结构截然不同，并将逆散射计算的噪声敏感性抑制数个数量级。纳入完整波动物理对于探测被几何光学与标量衍射理论丢弃的光谱与偏振信息尤为关键。
引用
@article{arxiv.2006.09145,
title = {End-to-End Nanophotonic Inverse Design for Imaging and Polarimetry},
author = {Zin Lin and Charles Roques-Carmes and Raphaël Pestourie and Marin Soljačić and Arka Majumdar and Steven G. Johnson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.09145},
year = {2020}
}
备注
19 pages, 4 figures. Initially submitted on June 16, 2020. Expanded version submitted on October 10, 2020