基于空间耦合模理论的介电超表面逆向设计
光学
2023-04-04 v1 应用物理
摘要
由于超表面具有小于波长但尺寸远大于波长的特征，以高精度和高效建模具有挑战性。全波仿真准确但非常缓慢。诸如局部周期近似（LPA）等流行的设计范式通过部分或完全忽略元单元间的近场相互作用并以孤立方式处理它们来降低计算成本。通过应用时域耦合模理论对超表面建模已充分考虑了元单元间的耦合。然而，该方法仅适用于基于共振的超表面。为了对广泛研究的基于导模传播的介电超表面建模，我们提出使用空间耦合模理论（SCMT）对整个系统建模，其中介电超表面可视为截断波导的阵列。随后基于此模型设计了一种逆向设计流程，并在高数值孔径透镜、多波长聚焦和抑制彗差等若干场景中应用于获得优于 LPA 的改进。凭借其精度与效率，所提出的框架可成为提升介电超表面在各种任务上性能的有力工具。
引用
@article{arxiv.2304.00603,
title = {Inverse design of dielectric metasurface by spatial coupled mode theory},
author = {Zhicheng Wu and Xiaoyan Huang and Nanfang Yu and Zongfu Yu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.00603},
year = {2023}
}