随机粒子阵列的统计量依赖光谱特性

定制光子器件光谱响应的能力对于广泛应用的推进至关重要。无序光学介质所提供的庞大设计空间为光谱定制增强了功能，尽管将此类复杂系统的光谱特性映射到其结构属性具有挑战性。在本工作中，我们研究了随机粒子阵列结构底层的统计量与光谱特性之间的关联。我们考虑悬浮于真空中的一维与二维介电纳米棒阵列，并数值研究其在可见光波长范围内的光学散射特性。我们表明，随机粒子阵列的散射截面主要由其构型统计量支配，且独立于其具体实例或组成粒子数量。我们进一步利用随机粒子阵列统计量与光谱特性之间的强关联来预测其光谱响应。通过使用半解析最近邻耦合模型，我们对不同构型统计下的一维与二维随机阵列的光谱响应给出了准确的定性估计。本手稿所呈现的结果将为优化大规模随机系统以在广泛应用中实现增强的光学功能开辟新途径。