纳米光子设计的基本限制
摘要：纳米尺度制造技术、计算逆向设计以及从硅光子学到超表面光学的领域为纳米光子学中的结构自由度提供了革命性的应用。一个关键需求是理解通过工程纳米光子学结构所能实现的极限。本论文建立了第一个鉴定光-物质相互作用基本极限的理论框架。它推导出在纳米光子学各个应用领域的限制，包括远场散射、最佳波前整形、光束切换和波传输，以及光学元件的微型化，包括完美吸收体、线性光学模拟计算单元、共振光学传感器、多层薄膜和高数值孔径金属透镜。这些限制来自于对极化场在受激激发时必须满足的无限制物理约束集合。这些约束编码了单一场景散射中的功率守恒和多场景散射中所需的场相关性。本论文所开发的框架涵盖了一般线性波散射动力学，为理解纳米光子学及其他领域中最佳设计及其基本极限提供了一种新的方式。
作者：Zeyu Kuang
论文ID：2308.08698
分类：Optics
分类简称：physics.optics
提交时间：2023-08-21