Inverse design of nanophotonic meta-atoms with desired multipoles

verfasst von

Sadeq Bahmani, Andrey B. Evlyukhin, Emadeldeen Hassan, Antonio Calà Lesina

Abstract

Gradient-based topology optimization via the adjoint method has been successfully used in nanophotonics to uncover shapes with superior performances compared to what would be possible with traditional design methods. Here, we have extended this technique to optimize nanostructures to engineer their induced multipole moments. As an example, we demonstrate the method's application to realize the first Kerker effect in a silicon nanoparticle. The optimization results show a complex shape with highly suppressed backscattering due to the excitation of in-phase electric and magnetic dipoles with the same amplitude. This promising approach can pave the way for the inverse design of photonic structures based on a set of desired multipole moments, which can exhibit a variety of complex photonic phenomena.

Organisationseinheit(en)

Institut für Transport- und Automatisierungstechnik
PhoenixD: Simulation, Fabrikation und Anwendung optischer Systeme
Hannoversches Zentrum für Optische Technologien (HOT)
Institut für Quantenoptik
Computergestützte Photonik

Externe Organisation(en)

Minufiya University
Universität Umeå

Typ

Aufsatz in Konferenzband

Anzahl der Seiten

3

Publikationsdatum

10.06.2024

Publikationsstatus

Veröffentlicht

Peer-reviewed

Ja

ASJC Scopus Sachgebiete

Elektronische, optische und magnetische Materialien, Physik der kondensierten Materie, Angewandte Informatik, Angewandte Mathematik, Elektrotechnik und Elektronik

Elektronische Version(en)

https://doi.org/10.1117/12.3029562 (Zugang: Geschlossen)