AI赋能超表面设计 | 突破光学设计局限

原文信息

原文标题：“AI for optical metasurface”

第一作者：Akira Ueno、Juejun Hu、Sensong An

超表面的特性与商业化需求

作为一种由亚波长单元构成的二维人造材料阵列结构，超表面能够凭借特定的结构设计与排列，实现对光波相位、振幅和偏振的有效调控。历经多年发展，超表面正逐步从实验室迈向商业市场。要达成这一转变，需要更先进准确的超表面单元设计方法，要考虑加工制造过程中的偏差，还需引入特定处理算法以提升光学性能。那么，超表面怎样才能 “走进千家万户” 呢？人工智能给出了一套可行的解决方案。

AI X 超表面（来自原文）

AI 助力超表面单元设计突破局限

当前，超表面单元设计广泛采用的方法以周期性边界条件近似假设为基础。当相邻单元的耦合较弱且相位梯度较小时，这种方法可以快速设计出符合要求的超表面。但在该框架下，无法设计出具有大数值孔径和视场角的超表面（Metasurface）或超透镜（Metalens），而这恰恰是超表面相较于传统光学和衍射光学元件（DOE）的核心优势。