KI-basierte Analyse und Entwurf optischer Elemente mit zahlreichen Einzelemittern: rechnerische Aspekte.

Für optische Bauelemente, welche aus zahlreichen (der Ordnung 10^6-10^9) Einzelemittern bestehen, stellt die genaue Berechnung des erzeugten optischen Feldes eine Herausforderung dar. Hierzu gehören z.B. Meta-Oberflächen und Photonensiebe. Um den Rechenaufwand zu minimieren, verwenden wir eine "kollektive" Methode mit den folgenden Komponenten: 1. die individuelle Berechnung der Einzelbeiträge einer ausgewählten Basisgruppe von Emittern, 2. eine modale Zerlegung ihrer individuellen Felder in sog. „Wirbelmoden“ unter Verwendung der spiralen Fouriertransformation (sFT), 3. die schnelle Gruppierung der Spektren aller Emitter unter Einsatz des azimutalen Verschiebungstheorems der sFT, 4. die Verwendung von Verfahren der Künstlichen Intelligenz (KI), hier speziell eines Neuronalen Netzes (NN) zum Lernen und Generalisieren von Spektren für andere Konfigurationen der Basisgruppe, z.B. durch Interpolation. Betrachtungen zu den rechnerischen Aspekten der Methode runden den Vortrag ab. 98