論文の概要: Multifunctional Meta-Optic Systems: Inversely Designed with Artificial Intelligence

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.00130v1
• Date: Tue, 30 Jun 2020 22:15:15 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2022-11-15 06:38:10.128963
• Title: Multifunctional Meta-Optic Systems: Inversely Designed with Artificial Intelligence
• Title（参考訳）: 多機能メタ光学システム:人工知能を用いた逆設計
• Authors: Dayu Zhu, Zhaocheng Liu, Lakshmi Raju, Andrew S. Kim, Wenshan Cai
• Abstract要約: 本稿では,多機能な多層メタ光学システムを設計するための人工知能フレームワークを提案する。 本稿では、偏光多重機能ビーム発生器、全光計算のための第2次微分器、空間偏光波長多重ホログラムの例を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.076210145983805
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Flat optics foresees a new era of ultra-compact optical devices, where metasurfaces serve as the foundation. Conventional designs of metasurfaces start with a certain structure as the prototype, followed by an extensive parametric sweep to accommodate the requirements of phase and amplitude of the emerging light. Regardless of how computation-consuming the process is, a predefined structure can hardly realize the independent control over the polarization, frequency, and spatial channels, which hinders the potential of metasurfaces to be multifunctional. Besides, achieving complicated and multiple functions calls for designing a meta-optic system with multiple cascading layers of metasurfaces, which introduces super exponential complexity. In this work we present an artificial intelligence framework for designing multilayer meta-optic systems with multifunctional capabilities. We demonstrate examples of a polarization-multiplexed dual-functional beam generator, a second order differentiator for all-optical computation, and a space-polarization-wavelength multiplexed hologram. These examples are barely achievable by single-layer metasurfaces and unattainable by traditional design processes.
• Abstract（参考訳）: フラット光学は、メタ曲面が基礎となる超コンパクト光学デバイスの新時代を予見する。 従来のメタサーフェスの設計は、プロトタイプとして特定の構造から始まり、その後に出現する光の位相と振幅の要求を満たす広範なパラメトリックスイープが続く。 プロセスの計算方法に拘わらず、事前定義された構造は偏光、周波数、空間チャネルに対する独立な制御をほとんど実現できないため、メタサーフェスが多機能になる可能性を妨げる。 さらに、複雑で複数の関数を実現することで、メタ表面の複数のカスケード層を持つメタオプティカルシステムを設計することができる。 本研究では,多機能な多層メタ光学システムを設計するための人工知能フレームワークを提案する。 本稿では、偏光多重機能ビーム発生器、全光計算のための第2次微分器、空間偏光波長多重ホログラムの例を示す。 これらの例は単層メタサーフェスによってほとんど達成できず、従来の設計プロセスでは達成できない。

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