Wavefront shaping simulations with augmented partial factorization
基本信息
- arXiv 编号：arXiv:2406.09342 [physics.optics]
- 作者：Ho-Chun Lin、Zeyu Wang、Chia Wei Hsu
- 提交时间：2024 年 6 月 13 日
- 学科分类：Optics（physics.optics）；交叉分类：Disordered Systems and Neural Networks（cond-mat.dis-nn）、Computational Physics（physics.comp-ph）
- DOI：https://doi.org/10.48550/arXiv.2406.09342
摘要
波前整形（wavefront shaping）能够调控多路径干涉，从而控制复杂光学系统中波的多重散射。然而，由于系统尺寸大、输入通道数量多，捕捉多重散射的全波仿真在计算上非常昂贵。近期提出的"增广部分分解"（augmented partial factorization, APF）方法可显著加速此类全波仿真。
本文是一篇教程，介绍如何使用开源频域电磁散射求解器 MESTI，结合 APF 方法进行波前整形仿真。文中先介绍基础概念，随后通过四个示例进行演示：
- 计算具有随机介电常数平板（slab）的散射矩阵；
- 在无序介质中寻找开放的高透射通道；
- 利用相位共轭在无序介质内部聚焦；
- 在空间聚焦光束基底下计算反射矩阵。
其目标是降低研究人员使用仿真来探索波前整形所带来丰富现象的门槛。
关键词
波前整形、多重散射、全波仿真、增广部分分解（APF）、MESTI 求解器、散射矩阵、相位共轭、无序介质