時間領域における分散プラズモンナノ構造のトポロジー最適化【JST・京大機械翻訳】

Hassan Emadeldeen; Lesina Antonio Cala

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202202796821678 整理番号：22P0298112

時間領域における分散プラズモンナノ構造のトポロジー最適化【JST・京大機械翻訳】

Topology optimization of dispersive plasmonic nanostructures in the time-domain

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発行年： 2022年03月02日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年03月02日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

※このプレプリント論文は学術誌に掲載済みです。なお、学術誌掲載の際には一部内容が変更されている可能性があります。

トポロジー最適化技法を,人間の直感によって考え得ることができない形状を有するデバイスの逆設計のために,統合光学およびナノフォトニクスに適用した。光学周波数において,これらの技法は周波数領域法を用いて非分散材料を最適化するためにのみ利用される。しかし,時間領域定式化は,分散を有する材料を最適化するためにより効率的である。金属,導電性酸化物および導電性高分子の分散特性をシミュレートするために広く用いられているDrudeモデルに対するそのような定式化を紹介した。このトポロジー最適化アルゴリズムは有限差分時間領域(FDTD)法に基づいており,1つの追加FDTDシミュレーションを用いて勾配情報の評価を可能にする時間領域感度解析を導入した。設計空間における誘電および金属構造の存在は,収束問題を引き起こすプラズモン場増強を生成する。プラズモン効果を低減し,収束問題を解くことにより,最適化反復中に人工減衰手法を採用した。選択の周波数帯における最適化場局在化と増強を有する2Dと3Dプラズモンナノアンテナのいくつかの設計例を示した。著者らの方法は,ナノプラズモン,集積光学,超高速フォトニクス,および非線形光学における応用のための分散材料で作られた広帯域光ナノ構造の設計をスピードアップする可能性を有する。【JST・京大機械翻訳】

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電磁気学一般 , アンテナ , 固体プラズマ

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