摘要：使用遗传算法合理地迭代与优化非局域超表面的材料分布,完成了一个一维二阶空间微分器的逆向设计。当入射角小于10°时,该微分器具有与目标函数高度吻合的传递函数。为证明该方法的通用性,采用相同的方式设计了一个拉普拉斯变换器。最后,分别验证了两个器件在实际制造中的可行性以及它们识别图像边缘的效果。

摘要：人工设计的光子学器件在现代光学的各个领域都有广阔的应用前景。传统光子学器件的设计通常是基于已知的物理模型,然后通过数值模拟方法对结构进行优化设计。由于器件结构很大程度上依赖于先验模型,所以传统优化设计的自由度是有限的。随着近年来对高性能光子学器件需求的日益增长,具有更高设计自由度的逆向设计方法得到了快速发展。逆向设计方法打破了传统方法的设计局限性,可以在全参数空间中实现高效的参数优化,因此更可能得到具有极限性能的器件结构。本文总结了光子学器件逆向设计的常用方法,并给出了逆向设计在各个光子学领域中的具体应用。随着计算机科学的不断发展,逆向设计方法展现出无与伦比的潜力,有望在各个光学领域中实现更高自由度的光场调控。