面向非相干光源光子逆设计的迹公式方法

空间非相干光源（例如自发辐射原子）通常需要多次求解麦克斯韦方程组才能获得总发射，这在与大规模优化（逆设计）结合时在计算上变得难以处理。我们提出了一种非相干发射的迹公式方法，该方法能够高效地与逆设计结合，甚至适用于涉及数千个设计自由度的拓扑优化。我们的公式将先前仅限于少数输出通道（例如法向发射）的基于互易性的方法作为特例包含在内，并通过利用发射问题的低秩结构将其推广到连续发射方向。我们给出了若干非相干发射拓扑优化的示例，包括定制荧光粒子几何形状、周期性发射表面以及将光发射到波导模式的结构，并讨论了未来在拉曼传感和阴极荧光等问题中的应用。