論文の概要: Towards nanophotonic optical isolation via inverse design of energy transfer in non-reciprocal media

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.13485v2
• Date: Wed, 1 May 2024 13:20:28 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-02 20:21:02.355785
• Title: Towards nanophotonic optical isolation via inverse design of energy transfer in non-reciprocal media
• Title（参考訳）: 非相反媒質中のエネルギー伝達の逆設計によるナノフォトニック光分離を目指して
• Authors: Claire M. Cisowski, Madeline C. Waller, Robert Bennett,
• Abstract要約: レベルセット法による3次元トポロジ最適化を用いて,点状音源および観測点の片方向エネルギー伝達を最適化する。 非相反媒質中でエネルギー移動を導出する非常に一般的な方程式に基づいて最適化を行う。 この研究は、しばしば統合フォトニクスの聖杯と見なされる、実用的なナノフォトニクスの光学分離に向けたステップストーンを表している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In this work we generalise the adjoint method of inverse design to nonreciprocal media. As a test case, we use three-dimensional topology optimization via the level-set method to optimise one-way energy transfer for point-like source and observation points. To achieve this we introduce a suite of tools, chiefly what we term the `Faraday-adjoint' method which allows for efficient shape optimization in the presence of magneto-optical media. We carry out an optimization based on a very general equation that we derive for energy transfer in a nonreciprocal medium, and link finite-different time-domain numerics to analytics via a modified Born series generalised to a tensor permittivity. This work represents a stepping stone towards practical nanophotonic optical isolation, often regarded as the `holy grail' of integrated photonics.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,非相互メディアへの逆設計の随伴手法を一般化する。 テストケースでは、レベルセット法による3次元トポロジー最適化を用いて、点状ソースおよび観測点の一方方向エネルギー移動を最適化する。 これを実現するために、磁気光学媒体の存在下での効率的な形状最適化を可能にする「ファラデー・アジョイント」と呼ばれる一連のツールを紹介した。 非相互媒質中のエネルギー移動を導出する非常に一般的な方程式に基づいて最適化を行い、有限微分時間領域の数値をテンソル誘電率に一般化した修正ボルン級数を通して解析する。 この研究は、しばしば統合フォトニクスの「ホリー・ゲイル」と見なされる、実用的なナノフォトニクスの光学分離に向けたステップストーンを表している。

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