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基于双元的双光谱光腔
摘要。在这项工作中，我们引入了一个新的双光谱光腔概念，我们为其设计了两对高度反射的超低噪声metamirrors。元城，由纳米结构的周期性或准周期阵列组成的人工结构，提供了对光特性的前所未有的控制，为在高级光学学术量到量子科学的领域的新应用铺平了道路。自定义阶段和超高的反射系数使这些元信息成为超越传统多层镜作为精确干扰法的元元素的理想候选者，尤其是通过最大程度地减少热噪声。这项研究中设计的聚焦元素预计将在1064 nm和1550 nm波长处反映99.95％和99.96％的传入光。他们的平面对应物甚至达到了理论上的反射，为99.9999％（1064 nm）和99.9995％（1550 nm）。这些专门的元元素可实现双光谱低噪声光腔，这将减少光学实验中的空腔数量，或者可以用作用于频率锁定的多功能传递腔。
下一代中红外光谱
项目详细信息：动机：中红外（miR）光谱是一种强大的工具，可通过其独特的振动吸收特征（波长〜2-14 µm）来识别生化物质 - 在革命性技术中扮演至关重要的作用，使生物医学诊断，远程诊断和环境监视。不幸的是，miR光谱传感/成像被认为是繁琐的，昂贵的，通常是在实验室中固定的。对缩小传统光谱系统的技术挑战仍然存在 - 从光源，传感机制（由于相互作用弱）到检测子系统。metasurfaces为下一代多功能miR传感技术提供了令人兴奋的途径。元面是3D超材料的2D等效物：人工设计的材料，其特性在自然界中不可能找到。光子跨国使用子波结构（元原子）阵列内的纳米级光 - 含量相互作用来操纵电磁波。但是，光子学中的常规前向设计过程导致最终的设备功能和性能不足，没有明显的方法进行。AI驱动的逆设计方法提供了光子结构设计的新范式，以克服传统方法。项目：这个跨学科的博士学位项目将使用逆设计方法开发多功能光子跨度，用于非常规MIR光谱传感和高光谱成像技术。该博士学位的目标是开发了下一代mir技术的家族。C. Williams博士（PI），位于CMRI中，我们将调查（1）热发射微型源，这些微型源操纵热发射，超出了经典的各向同性，宽带和非偏振黑体发射； （2）增强与靶分子相关的分子振动吸收模式（包括葡萄糖，与工业伴侣结合）； （3）用于超敏感传感的光驱动光热传感器。技能开发：研究跨越基本的光学物理学到应用程序，学生将在博士项目期间开发多样化且备受追捧的技能，包括：使用AI /机器学习方法，电磁模拟的计算光学器件（包括Lumerical FDTD和comsol），最先进的洁净室内的纳米制作（包括电子束光刻，物理蒸气沉积和两光子聚合3D打印），电形系统表征，感应性能的验证和高级数据分析。埃克塞特大学：埃克塞特物理学系在光学物理，光子设备开发和超材料方面具有广泛的专业知识。学生将拥有世界一流的研究设施，并基于超材料研究与创新中心（CMRI）：一个学术，工业和政府合作伙伴的社区，可利用从理论到应用的世界领先的研究卓越研究，并启用模拟，测量和基于基于Metamagatials和Metamagematialial的设备。
使用对抗性条件变异自动编码器 /作者= kojima，keisuke的二维自由形式的逆设计； Toshiaki的Koike-Akino；王，你们； Jung Minwoo;品牌，Matthew /CreationDate = 2023年1月31日 /受试者=人工智能，电子和光子设备，机器学习< /div>
使用对抗性的条件变量自动编码器Keisuke Kojimaa，Toshiaki Koike-Akinob，Ye Wangb，Minwoo Jungb，C，C和Matthew BrandB BrandB Aboston Quantum Photonics Llc，588 Bost Post rd＃315， Bmitsubishi电力研究实验室，201号百老汇，马萨诸塞州剑桥市02139，美国cdepartment of Adryics，康奈尔大学，纽约州伊萨卡，纽约州14853，美国。abract用于元设计和元城的逆设计，已经广泛探索了生成的深度学习。大多数作品都是基于条件生成的对抗网络（CGAN）及其变体，但是，选择适当的超级参数以进行有效的训练很具有挑战性。另一种方法是一种对抗性的条件变化Au-Toencoder（A-CVAE），尚未探索Metagrats和MetaSurfaces的逆设计，尽管最近它对Planar Nananophotonic vaveguide wavelguide Power/波长偏开剂的平面设计表现出了很大的希望。在本文中，我们讨论了如何将A-CVAE应用于二维自由形式的Metagratings，包括培训数据集准备，网络的构建，培训技术以及反向设计的元群的性能。
自主空气吸引的隐形斗篷，随机进化学习
摘要。无形的杂物长期以来一直吸引着流行的想象力，尤其是在保护现代高端工具免受潜在威胁的方面。几十年前，超材料和转型光学的出现引起了人们对隐形斗篷的极大兴趣，这些斗篷主要在地面和波导方式中证明。然而，尚未实现全向飞行斗篷，这主要是由于与跨表面分散的动态合成相关的挑战。我们展示了一个自主的空气吸引力的隐形斗篷，其中包含一套感知，决策和执行模块，能够在万花筒背景和中和外部刺激中保持隐形性。物理突破在于在可调式延误的时空调制中，以雕刻空间和频域中的散射场。为了智能地控制时空偏移，我们引入了随机进化学习，该学习通过最大概率推断自动与最佳解决方案一致。在一个完全自动驾驶的实验中，我们在无人机上实施了这一概念，并在三个规范的景观（海洋，陆地和空气）中展示了自适应的隐形性，相似性速度高达95％。我们的工作将隐形斗篷的家族扩展到了飞行方式，并激发了对物质发现和稳态元驱动器的其他研究。
用于多路复用太赫兹等离子体涡旋的几何超表面
携带轨道角动量 (OAM) 的表面等离子体极化子，即等离子体涡旋，在光学捕获、量子信息处理和通信领域引起了广泛关注。先前对近场 OAM 的研究仅限于产生单个等离子体涡旋，这不可避免地降低了进一步的片上应用。几何超表面是超材料的二维对应物，具有前所未有的操控电磁波相位、偏振和振幅的能力，为控制等离子体涡旋提供了灵活的平台。在这里，我们提出并通过实验演示了一种基于几何超表面实现太赫兹 (THz) 等离子体涡旋复用的方法。在圆偏振 THz 波的照射下，在金属/空气界面处产生多个具有相同拓扑电荷的等离子体涡旋。此外，还展示了从自旋角动量到多个等离子体 OAM 的转换，即具有不同拓扑电荷的多个等离子体涡旋。由具有不同平面方向的成对空气缝组成的几何超表面旨在展示这些特性。我们提出的方法可能为信息容量不断增加的片上应用开辟一条道路。
![arxiv：2501.17680v1 [Physics.optics] 2025年1月29日](/simg/4\490da5452ab6948262663561a83f935f4bdd41f4.webp)
arxiv：2501.17680v1 [Physics.optics] 2025年1月29日
通过人工图案化的各向异性材料（例如介电交代面）的光传播，可以使用高度跨父，薄的和平坦的光学元素来精确控制光场的空间 - 矢量性能。液晶细胞是这种设备的常见实现。光损失通常被认为是偏振依赖性的，因此经常在对这些系统进行建模时经常看到。在这项工作中，我们将带有图案性双重双重和二色性的电液晶元质体引入，通过将二甲状腺染料分子掺入液 - 晶体混合物中来实现。这些染料分子与液晶，有效的耦合双发性和二色性效应对齐。使用非单身琼斯矩阵描述了这些跨度的行为，并通过极化测量验证。在形成形成形成极化光栅的depitices的情况下，我们还表征了衍射效率，这是二分法和双发性参数的函数，可以通过在整个细胞上施加电场来共同调谐。这项研究不仅引入了一类新的光学成分，而且还加深了我们通过各向异性材料对光传播的理解，在这些材料中，二色性可以自然地来自散装材料的特性，或者来自其接口处的反射和传播定律。
超级灯 - 发芽式结合状态 - continuum- ...
摘要：全dielectric Metasurfaces中连续体（BIC）中的结合状态增强了纳米级的光 - 物质相互作用，因为它们的无限Q因子和强场限制。在已经报道的各种现象中，它们对手性光的影响最近引起了极大的兴趣。在这里，我们研究了与si nanorod二聚体在石英底物上制成的各种跨膜相关的固有和外在光学手性的出现，比较了三种情况，比较了三种情况：平行的纳米棒（中性）（中性），移位和倾斜的二聚体，/倾斜的二聚体，/ lone Index Matchex Matte Exex Matching Matching Matters Matterspertrate。我们分析了远场（FF）相互作用的圆二色性（CD）和近场（NF）分布的螺旋性。我们表明，基于外部手性，在FF中实现手性反应的最佳方法是利用出现在倾斜的纳米棒二聚体的情况下出现的准BIC（Q-BIC）。相比之下，在变化二聚体的情况下，螺旋密度大大增强，因为它具有内在的手性，其值比圆形极化平面波大2个数量级。这些所谓的超细电磁场集中在元表面内的纳米级上，有望在诸如强耦合，光致发光发射或其他局部光的现象中具有吸引人的意义。关键字：超级手续光，连续性，手性，螺旋性，近场
应用注释 - 制造...
在此应用说明中，我们将讨论折射元素阵列的制造，以生成带有光角动量（OAM）的电磁波。此光学功能先前以各种方式实现，包括一对精确排列的圆柱晶状体，螺旋相板（SPP），静态或动态DOE（其中动态版本是通过液体晶体空间光调节器获得的，或者最近通过metasurfaces获得的。然而，通常将其他元素插入下游的光学路径中，以抵消带有OAM模式的光束的自然差异或在需要进行聚焦的应用中利用其特性，例如将OAM在光纤中进行耦合，以在电信中或在电信中进行波动或浮动浮动的浮动浮动型浮动或浮动浮动的浮动。
自下而上可调宽带半反射手性镜
传统镜子在反射时会改变圆偏振光的手性。然而，人们对设计和制造手性保持镜子以及手性反射超表面的需求日益增长，这些镜子的反射光子自旋态可调，可在紫外和可见光域的宽波长范围内工作。到目前为止，大多数手性镜都是通过自上而下的技术制备的，例如电子束光刻，这些技术成本非常高，并且难以扩展到宏观设备。这里介绍了一种有效的自下而上的策略，用于通过使用逐层组装取向银纳米线层来制造手性镜，这些银纳米线层是通过在半反射银层上进行掠入射喷涂制备的。由此产生的手性超表面对紫外、可见光和近红外域中宽波长范围内的圆偏振光显示出结构相关的差分反射率，达到了极高的品质因数。它们的差分反射率可达到最大偏振效率的 95%，且反射光的旋向性部分保留。这些具有可调手性反射率的大面积手性镜在光学、传感和手性光与物质相互作用等各个领域都有着广阔的应用前景。
自主空气吸引的隐形斗篷，随机进化学习
摘要。无形的杂物长期以来一直吸引着流行的想象力，尤其是在保护现代高端工具免受潜在威胁的方面。几十年前，超材料和转型光学的出现引起了人们对隐形斗篷的极大兴趣，这些斗篷主要在地面和波导方式中证明。然而，尚未实现全向飞行斗篷，这主要是由于与跨表面分散的动态合成相关的挑战。我们展示了一个自主的空气吸引力的隐形斗篷，其中包含一套感知，决策和执行模块，能够在万花筒背景和中和外部刺激中保持隐形性。物理突破在于在可调式延误的时空调制中，以雕刻空间和频域中的散射场。为了智能地控制时空偏移，我们引入了随机进化学习，该学习通过最大概率推断自动与最佳解决方案一致。在一个完全自动驾驶的实验中，我们在无人机上实施了这一概念，并在三个规范的景观（海洋，陆地和空气）中展示了自适应的隐形性，相似性速度高达95％。我们的工作将隐形斗篷的家族扩展到了飞行方式，并激发了对物质发现和稳态元驱动器的其他研究。