Оптимизация изотропной метаповерхности на подложке

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Впервые приведена математическая формулировка одноволнового безотражательного покрытия на основе двумерного метаматериала. Найдены ограничения на геометрические параметры конструкции. Предложена штрафная функция, которая обеспечивает применимость физической модели и обеспечивает единственность искомого минимума. В качестве примера рассмотрена оптимизация метаповерхности, состоящей из сфер PbTe, расположенных на германиевой подложке. Показано, что точность минимизации с правильно выбранным штрафным термином такая же, как и для целевой функции без него.

Об авторах

Ж. О. Домбровская

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: dombrovskaya@physics.msu.ru
ORCID iD: 0000-0003-0609-1065

Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Junior Researcher of Faculty of Physics

Ленинские горы, д. 1, стр. 2, Москва, 119991, Россия

Список литературы

  1. K. V. Baryshnikova, M. I. Petrov, V. E. Babicheva, and P. A. Belov, “Plasmonic and silicon nanoparticle anti-reflective coatings”, Scientific Reports, vol. 6, p. 22136, 2016. doi: 10.1038/srep22136.
  2. V. E. Babicheva, M. I. Petrov, K. V. Baryshnikova, and P. A. Belov, “Reflection compensation mediated by electric and magnetic resonances of all-dielectric metasurfaces”, Journal of the Optical Society of America B, vol. 34, no. 7, pp. D18-D28, 2017. doi: 10.1364/JOSAB.34.000D18.
  3. H. A. Atwater and A. Polman, “Plasmonics for improved photovoltaic devices”, Nature Materials, vol. 9, pp. 205-213, 2010. doi: 10.1038/nmat2629.
  4. M. Albooyeh, D. Morits, and C. R. Simovski, “Electromagnetic characterization of substrated metasurfaces”, Metamaterials, vol. 5, pp. 178-205, 2011. doi: 10.1016/j.metmat.2011.08.002.
  5. Z. O. Dombrovskaya et al., “Inverse problem for recovering of meta-atom characteristics by transmittance and reflectance of a metafilm”, Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics, vol. 79, no. 12, pp. 1496- 1498, 2015. doi: 10.3103/S1062873815120151.
  6. A. B. Evlyukhin et al., “Optical response features of Si-nanoparticle arrays”, Physical Review B, vol. 82, p. 045404, 2010. doi: 10.1103/PhysRevB.82.045404.
  7. N. N. Kalitkin and E. A. Al’shina, Numerical Methods [Chislennye metody], book 1, in Russian. Moscow: Akademiya, 2013.
  8. R. H. Byrd, M. E. Hribar, and J. Nocedal, “An interior point algorithm for large-scale nonlinear programming”, SIAM Journal on Optimization, vol. 9, no. 4, pp. 877-900, 1999. doi: 10.1137/S1052623497325107.
  9. A. G. Sveshnikov and A. S. Ilinskiy, “Design problems in electrodynamics [Zadachi proyektirovaniya v elektrodinamike]”, in Russian, Proceedings of the USSR Academy of Sciences, vol. 204, pp. 1077-1080, 1972.
  10. V. B. Glasko, A. N. Tikhonov, and A. V. Tikhonravov, “On the synthesis of multilayer coatings [O sinteze mnogosloynykh pokrytiy]”, USSR Computational Mathematics and Mathematical Physics, vol. 14, p. 135, 1974, in Russian.
  11. A. V. Tikhonravov et al., “Design and production of antireflection coating for the 8 - 10 mm spectral region”, Optics Express, vol. 22, pp. 32174-32179, 2014. doi: 10.1364/OE.22.032174.
  12. Z. O. Dombrovskaya and A. V. Zhuravlev, “Investigation of the possibility of metafilm modeling as a conventional thin film”, Applied Physics A, vol. 123, p. 27, 2017. doi: 10.1007/s00339-016-0642-2.
  13. A. E. Miroshnichenko et al., “Substrate-induced resonant magnetoelectric effects with dielectric nanoparticles”, ACS Photonics, vol. 2, pp. 1423-1428, 2015. doi: 10.1021/acsphotonics.5b00117.
  14. G. V. Belokopytov and A. V. Zhuravlev, “Dipole polarizability of spherical particles [Dipol’naya polyarizuyemost’ sfericheskikh chastits]”, in Russian, Physics of Wave Processes and Radio Systems, vol. 2, pp. 41- 49, 2008.
  15. Z. O. Dombrovskaya et al., “Phonon-polariton meta-atoms for far infrared range”, Physics of Wave Phenomena, vol. 24, pp. 96-102, 2016. doi: 10.3103/S1541308X16020023.
  16. A. I. Kuznetsov et al., “Magnetic light”, Scientific Reports, vol. 2, p. 492, 2012. doi: 10.1038/srep004092.
  17. D. G. Baranov et al., “All-dielectric nanophotonics: the quest for better materials and fabrication techniques”, Optica, vol. 4, no. 7, pp. 814-825, 2017. doi: 10.1364/OPTICA.4.000814.

© Домбровская Ж.О., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.