分散曲线工程用于在伪造表面等离子体极性子中单元细胞的自动拓设计

科学领域:

• 电磁学和光子学 电磁学和光子学
• 超材料和等离子材料.
• 计算电磁学 计算机电磁学

背景情况:

• 伪造的表面等离子极子子 (SSPP) 在低频率下比传统的表面等离子极子提供独特的波导特性.
• 控制SSPP单元电池的分散特性对于设计先进的电磁设备至关重要.
• 现有的分散控制方法通常依赖于预定义的单元细胞几何形状和有限的参数调.

研究的目的:

• 为SSPP单元电池提出一种自动设计方法,能够实现几乎任意的分散曲线.
• 通过使用像素配置和优化算法来展示单元细胞拓探索的新方法.
• 为了能够在SSPP单元细胞的分散特征内独立控制多种模式.

主要方法:

• 使用单元细胞拓学的像素配置表示.
• 使用二进制粒子群优化 (BPSO) 算法来探索设计空间.
• 开发了一种不需要先前了解单元细胞形状的方法.
• 设计两个特定的单元细胞样本来验证拟议的方法.

主要成果:

• 成功设计了具有目标分散曲线的SSPP单元细胞,其中包括一个最小化的非对称频率.
• 独立控制第二种模式的分散的演示,与第一种模式分开.
• 基于设计的单元电池的SSPP输电线路的制造和模拟.
• 模拟和测量结果之间有很好的一致性,验证了设计方法.

结论:

• 拟议的自动设计方法提供了一种灵活而强大的方法来定制SSPP分散特征.
• 与传统的几何修改方法相比,这种基于像素的优化技术在控制分散方面提供了更大的自由.
• 证明了独立操纵多种模式的能力,为基于SSPP的复杂设备设计打开了新的可能性.