薄膜吸收增强的逆设计与光涡旋调控
光学
2023-09-08 v1
摘要
光涡旋（OV）具有快速变化的空间相位以及绕零光强点或线环流的光能。OV的调控为光学传感、通信和成像等多个领域提供了创新方法。本工作中，我们展示了两类结构中OV与吸收增强之间的关联。首先，我们引入了一种简单的平面一维（1D）结构，利用两个相干光源调控OV。该结构根据OV的存在与否表现出最大6.05倍的吸收差。即使入射角的微小差异也能影响OV的产生/湮灭，这意味着角度光探测的高灵敏度。其次，我们应用逆设计优化二维（2D）完美超薄吸收体。优化后的自由形态结构实现了99.90%的吸收率，可制造的光栅结构在775 nm波长处实现了97.85%的吸收率。为评估OV场及其对实现吸收增强的贡献，我们引入了一个新参数——OV圆度。优化结构产生了大量OV，最大圆度分别为95.37%（自由形态）和96.14%（光栅），优于我们的一维结构。我们的研究揭示了高圆度局域OV在优化纳米结构吸收体及用于光学传感、光通信和许多其他应用的器件中的作用。
引用
@article{arxiv.2309.03633,
title = {Inverse design and optical vortex manipulation for thin film absorption enhancement},
author = {Munseong Bae and Jaegang Jo and Myunghoo Lee and Joonho Kang and Svetlana V Boriskina and Haejun Chung},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.03633},
year = {2023}
}
备注
15 pages, 11 figures