光学多层薄膜结构已广泛用于许多光子域和应用中。启用这些应用程序的关键组件是逆设计。与其他光子结构(例如元图或波导)不同,多层薄膜是一种一维结构,值得对设计过程进行自己的处理。优化一直是数十年来一直是标准设计算法。近年来,迅速发展了整合不同的深度学习算法以解决逆设计问题。一个自然的问题是:这些算法如何彼此不同?为什么我们需要开发如此多的算法以及它们解决哪些类型的挑战?该域中的最新算法是什么?在这里,我们回顾了最新的进度,并通过该研究领域提供指导,从传统优化到最近的深度学习方法。挑战和未来的观点。
光学多层薄膜结构是在许多应用中广泛使用的最重要的光子结构之一,包括结构颜色1,2,过滤器3,吸收剂4,分布式Bragg反射剂5,6(DBR),Fabry-Pérot7(fp)7(fp)储存器,Photovoltaic 8和photovoltaic 8和辐射式冷却9--其他9- 11- 11- 11-11,等等。逆设计旨在确定最佳的材料布置并获得厚度组合以实现用户呈现的光学目标,这对于启用上述许多应用程序至关重要。术语中,主流逆设计方法有两种类型:1)基于优化的方法12-16,它们依靠数值模拟和迭代搜索来微调设计和目标的光学响应之间的差异; 2)基于深度学习的方法17-23,该方法使用神经网络从目标响应的空间中学习了对光学空间的一般映射
摘要:自然界中的鲜艳色彩源于光的干扰与周期性的纳米结构,从而产生结构色。尽管这种生物光子结构长期以来一直引起人们对昆虫和植物的兴趣,但在其他生物体中,它们鲜为人知。在聚集单细胞生物的Amoebozoa王国中,在菌丝菌(Myxomycetes)中观察到结构颜色,这是一种进化的变形虫,形成了宏观的真菌样结构。以前的工作将二茶叶藻的闪闪发光与薄膜干扰有关。使用光学和超微结构表征,我们在这里研究了22种的结构颜色的发生,这些物种代表了两个主要进化进化枝,包括14个属。所有研究的物种均显示薄膜的干扰,在壁膜上产生颜色,其色调分布在整个可见范围内,这些色素通过色素吸收而改变。在Metatrichia vesparium的化合物peridium中观察到密集填充钙的壳的白色反射层,其形成和功能仍然未知。这些结果提出了有关粘液菌中薄膜结构颜色的生物学相关性的有趣问题,这表明它们可能是其生殖周期的副产品。
本期刊文章的自存档后印本版本可在林雪平大学机构知识库 (DiVA) 上找到:http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:liu:diva-182206 注意:引用本作品时,请引用原始出版物。Sakkaki, F., Roknabadi, MR, Arabi, H., Wang, F., (2022), 碱金属阳离子 (Rb/K) 掺杂对甲基铵三碘化铅钙钛矿薄膜结构、光学和光伏行为的影响比较, Optik (Stuttgart) , 250, 168294。https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2021.168294
钙钛矿氧化物中的氧空位迁移和排序使得能够通过改变阳离子氧化态和晶格来操纵材料特性。在薄膜中,氧空位通常排列成等距平面。本文表明,如果机械纳米探针限制了空位产生的化学晶格膨胀,平面二维对称性就会被破坏。使用原位扫描透射电子显微镜,可以在局部机械应变下的电压脉冲过程中对外延 La 2/3 Sr 1/3 MnO 3– δ 薄膜中从钙钛矿结构到 3D 空位有序相的转变进行成像。这种前所未见的排序模式由扭曲的氧四面体、五面体和八面体的复杂网络组成,它们共同产生波纹原子结构,晶格常数在 3.5 到 4.6 Å 之间变化。巨大的晶格畸变对应变变化反应灵敏,为由电压驱动和应变控制的非挥发性纳米级物理特性控制提供了前景。