基于遗传算法的超材料吸收器逆向设计研究

摘要

通过MATLAB编码图案控制Computer Simulation Technology (CST) Microwave Studio计算模拟软件，针对电磁超材料吸收器正向设计只能基于规则图案的现状，采用遗传算法对超材料吸收器进行逆向设计研究.以自动仿真为基础，用CST计算随机不同的初始图形结果，然后在遗传算法中迭代优化，不断用CST计算新出现图形的吸收率，最后优化出吸收率高的吸收器.首先进行单目标遗传算法优化设计吸收器，结果表明，在各个太赫兹波段，最高吸收峰的吸收率均大于96%,次高峰大于94%,平均吸收率均大于87%.然后进行多目标遗传算法优化设计，不再局限于一个单独的吸收率指标，能够加上如非目标波段的低吸收率的性能指标，实现单频吸收的功能.

关键词

单目标遗传算法 / 多目标遗传算法 / 超材料吸收器 / 逆向优化设计

基金资助

国家自然科学基金(12104326、12104329和62105228); 教育部产学协同育人项目(202002266008); 四川科技厅项目(2018JY0439)