使用辅助热溶剂进行结构完整的3D纳米光子设备的反向设计

科学领域:

• 纳米光子学 纳米光子学
• 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
• 计算设计的计算设计.

背景情况:

• 3D增材制造允许制造具有亚波长特征的纳米光子结构.
• 基于梯度的优化对于设计二维纳米光子结构是有效的.
• 将2D优化扩展到3D面临着结构完整性和连接性的挑战.

研究的目的:

• 为3D纳米光子设计开发一个多目标优化方法.
• 为了应对3D纳米光子制造中的结构完整性和连接性的挑战.
• 为了实现纳米光子设备的实用3D纳米打印.

主要方法:

• 将电磁模拟与辅助散热溶解器相结合.
• 模拟物质区域作为热源和边界作为散热器.
• 优化结构以最大限度地降低总温度,惩罚断开连接的区域.

主要成果:

• 成功设计了一个3D聚焦元件.
• 为两个不同的波长设计了一个3D波导交点.
• 展示了可制造纳米光子材料的设计管道.

结论:

• 拟议的方法确保了3D纳米光子设计中的材料和空隙连接.
• 这种方法促进了复杂的纳米光子设备的实际3D纳米打印.
• 为先进的纳米光子材料创建数字蓝图提供了一条途径.