通过深度学习设计的metasurface反向用于几乎全部的太赫兹波吸收
Zhipeng Ding1, Wei Su1, Yinlong Luo2
1College of Mechanics and Engineering Science, Hohai University, Nanjing, 210098, China. opticsu@hotmail.com.
Nanoscale
|January 2, 2024
概括
这项研究引入了一种超宽带太赫兹 (THz) 地表吸收器,从0.5-10 THz实现96.33%的吸收率. 人工神经网络加速了这些先进的THz探测器的设计,用于各种应用.
科学领域:
- 特拉赫兹 (THz) 技术的使用.
- 超材料和纳米光子学
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 高性能太赫兹 (THz) 探测器对于无线通信,安全和医疗成像等先进应用至关重要.
- 实现超宽带和高效的THz吸收仍然是探测器开发中的一个重大挑战.
- 超表面为操纵电磁波提供了一个有前途的平台,包括THz辐射.
研究的目的:
- 设计和演示具有高吸收效率的超宽带THz波元表面吸收器 (UTWMA).
- 利用人工神经网络在UTWMA设计过程中进行高效准确的参数选择.
- 分析 UTWMA 在广泛频率范围内的吸收机制.
主要方法:
- 使用复合面微结构和多层石墨烯吸收材料制造UTWMA.
- 整合人工神经网络以优化宽带吸收的设计参数.
- 通过电场分布和有效介质理论分析吸收机制.
主要成果:
- 开发的UTWMA在0.5-10 THz的超宽带频率范围内实现了96.33%的最大吸收率.
- 人工神经网络显著提高了超表面吸收器设计的速度和准确性.
- 详细的分析证实了吸收机制,将电场分布与有效介质理论联系起来.
结论:
- 展示的UTWMA在宽带THz吸收方面表现出卓越的性能,适合下一代探测器.
- 人工智能的整合加速了复杂的超表面结构的设计周期.
- 这项研究推进了THz技术,并为紧的THz能量收集设备开辟了道路.
