基于生成对抗网络模型的高自由度超表面原子逆向设计

王军凯; 林森; 刘港成; 伍滨和; 王春瑞; 周健; 孙浩

doi:10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0133

东华大学学报（自然科学版） ›› 2024, Vol. 50 ›› Issue (05) : 61 -68. DOI: 10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0133

基于生成对抗网络模型的高自由度超表面原子逆向设计

王军凯, 林森, 刘港成, 伍滨和, 王春瑞, 周健, 孙浩

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摘要

为解决传统方法在设计电磁响应差异显著的超表面时需要消耗大量时间以及计算资源的问题，打破超表面在波前调控领域的应用瓶颈，将生成对抗神经网络与预测神经网络组合的模型引入设计流程中，实现了对高自由度超原子的快速、精确逆向设计。研究表明，使用卷积网络模型作为光谱预测器代替复杂的电磁数值模拟时，可实现对超原子电磁响应光谱的快速、准确分析。生成对抗网络模型则取代了传统的迭代优化试错法，能够根据设计要求快速产生多个满足条件的候选超原子结构。该模型结合工艺容差分析等手段，为全息显示、光学功能器件等新颖应用提供可靠的设计方法。