基于粒子群算法的超材料吸波体传感器逆设计

摘要：

传统的超材料吸波器设计方法严重依赖于设计人员的知识、经验和直觉,无法实现超材料的快速设计.近年来,基于人工智能技术的超材料逆设计方法发展迅速,但该方法难以应对不同尺寸的设计,容易陷入局部最优状态,并且尚无针对超材料吸波器的专用设计方法.针对以上问题,提出一种基于改进粒子群算法的超材料吸波器快速设计方法,采用自动寻峰技术计算超材料吸波器的吸收特性,实现对超材料金属谐振层的寻优与逆设计.结果表明,使用基于粒子群算法的超材料快速设计方法可设计出类似人工设计的结果,在0.3122 THz处实现了对入射电磁波的近乎完美吸收.通过以待测分析物代替原有中间介质层等方法可有效增强待测分析物与谐振磁场的耦合,提升了超材料吸波器的传感特性.与传统的超材料设计方法相比,基于粒子群算法的超材料吸波器逆设计方法降低了对设计人员的电磁学理论及仿真经验的要求,设计出的微腔结构超材料吸波器比使用连续介质层的超材料吸波器具有更好的传感性能.基于粒子群算法的超材料吸波器逆设计方法为超材料吸波体传感器的设计提供了新的思路,具有广阔的应用前景.

关键词：传感器、太赫兹、超材料吸波器、粒子群算法、超材料逆设计

所属期刊栏目：49

分类号：O436(光学)

资助基金：国家自然科学基金;内蒙古自然科学基金项目;内蒙古自治区科技攻关项目

在线出版日期：2022-11-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：153-160