梯度折射率体多模转换器的逆向设计
光学
2022-04-06 v1
摘要
梯度折射率光学元件能够以非常特定的方式精确整形光。经典的自由曲面光学仅使用二维域（如透镜表面），而近期激光制造的技术进展为实现任意三维梯度折射率体（即具有逐体素修改折射率分布的透明介电基底）提供了广阔前景。此类元件能够在紧凑尺度上执行复杂的光变换。本文提出一种计算三维梯度折射率器件的算法方法，其利用数值光束传播和基于梯度下降的误差缩减。我们给出了毫米级器件的解决方案，解决了光子学中的重要任务：模式分类器、光子灯笼和多模强度光束整形器。我们进一步讨论了算法中所有设计适用的代价函数。该三维梯度折射率设计在空间上平滑，且需要的折射率范围相对较小，量级为 ，这在双光子聚合等直接激光写入制造工艺的能力范围内。
引用
@article{arxiv.2111.15461,
title = {Inverse design of gradient-index volume multimode converters},
author = {Nicolas Barré and Alexander Jesacher},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.15461},
year = {2022}
}