基于电路代理模型与伴随方法的完美匹配超材料逆向设计
光学
2025-05-06 v1 应用物理
摘要
本文描述了完美匹配超材料（PMMs），并将其与逆向设计相结合以实现宽带器件。PMMs 是由各向异性单元胞构成的离散化超材料，这些单元胞选自一个受限的设计空间，被称为完美匹配介质。PMMs 展现出独特的性质：在所有激励下，其所有单元胞彼此之间以及与它们所嵌入的主介质之间均实现阻抗匹配。因此，PMM 器件依赖无反射的折射效应来实现预设功能。这一特性实现了真正的时延性能，并有望带来宽带能力。文中给出了两个设计实例来展示逆向设计 PMMs 的潜力：一个具有规定幅度锥削的紧凑型宽带光束准直器，以及一个展现出零扫描损耗的多输入多输出波束形成器。
引用
@article{arxiv.2505.01891,
title = {Inverse Design of Perfectly-Matched Metamaterials Via Circuit-Based Surrogate Models and the Adjoint Method},
author = {Shrey Thakkar and Jorge Ruiz-García and Luke Szymanski and Gurkan Gok and Anthony Grbic},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.01891},
year = {2025}
}
备注
12 pages, 11 figures. This work has been submitted to the IEEE for possible publication