超越单元胞近似的大面积非均匀电磁超表面快速设计
应用物理
2017-09-19 v1 光学
摘要
我们提出了一种新的数值方法，用于超越传统使用的单元胞近似的大面积非均匀电磁超表面的最优设计。所提出的方法利用了严格耦合波分析（RCWA）与全局优化技术的结合（考虑了两种进化算法，即遗传算法（GA）和一种带有模因搜索阶段的改进型人工蜂群算法（ABC））。作为一个具体示例，我们考虑了使用全介质纳米天线设计可见光波段工作的光束偏转器；光束偏转器可作为金属透镜等更复杂器件的构建模块。与之前使用局部优化方法的报告相比，我们的方法提高了器件效率；对于大偏转角光束偏转器，传输效率得到了特别显著的改善。带有模因搜索阶段的 ABC 方法也比更常用的 GA 有所改进，因为它在达到相似效率水平的同时，计算时间减少了高达 35%。此处描述的方法对于各种电磁超表面的快速设计具有意义，无论其工作波长如何。
引用
@article{arxiv.1709.05919,
title = {Rapid Design of Wide-Area Heterogeneous Electromagnetic Metasurfaces beyond the Unit-Cell Approximation},
author = {Krupali D. Donda and Ravi S. Hegde},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.05919},
year = {2017}
}