基于编码超材料与逆向设计的可编程多功能等离激元波导系统
光学
2021-01-05 v2
摘要
在本文中，我们提出一种基于金属编码超材料（MCMs）与逆向设计技术的可编程等离激元波导系统（PPWS），以实现多种不同功能。由于 PPWS 中的 MCMs 是可重新编程的，因此无需花费大量时间考虑功能与结构之间的关系。为证明 PPWS 的有效性，我们利用其实现若干滤波功能，包括带阻与带通滤波器。仿真结果表明，基于遗传算法、粒子群优化、多次遍历直接二进制搜索和模拟退火，滤波器的性能得到提升。特别地，窄带滤波器的带宽与品质因数可分别达到 6.5 nm 和 200.5。除简单滤波功能外，利用 PPWS 还可获得一些较为复杂的传输特性，如类等离激元诱导透明效应。总之，鉴于优化时间较短且性能稳定，遗传算法被认为是我们系统最高效的逆向设计方法。与以往工作相比，我们所提出的 PPWS 不仅为获取高效、灵活且紧凑的等离激元器件提供了通用框架，也展示了逆向设计在光子器件上的应用。
引用
@article{arxiv.2011.06800,
title = {Programmable Multifunctional Plasmonic Waveguide System based on Coding Metamaterials and Inverse Design},
author = {Yihang Dan and Tian Zhang and Jian Dai and Kun Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.06800},
year = {2021}
}
备注
31 pages,10 figures