Deep‐Learning‐Enabled Inverse Design of Large‐Scale Metasurfaces With Full‐Wave Accuracy

反向 可扩展性 计算机科学 非周期图 反问题 联轴节(管道) 全息术 解算器 计算复杂性理论 电子工程 比例(比率) 逆散射问题 算法 网络规划与设计 工程设计过程 灵活性(工程) 钥匙(锁) 接口(物质) 宽带 计算科学 优化设计
作者
Borui Xu,Jingzhu Shao,Xiangyu Zhao,Haishan Xu,Yudong Tian,Nanxi Chen,Jielin Sun,Han Lin,Qiaoliang Bao,Yiyong Mai,Chongzhao Wu
出处
期刊:Laser & Photonics Reviews [Wiley]
卷期号:20 (5) 被引量:2
标识
DOI:10.1002/lpor.202503115
摘要

ABSTRACT Recent advances in meta‐optics have enabled diverse functionalities in compact optical devices; however, conventional forward design approaches become inadequate as device complexity and scale grow. Inverse design offers a powerful alternative but often requires massive computational resources and neglects mutual coupling effects. Here, we propose and experimentally validate a deep‐learning‐enabled framework for rapid inverse design of large‐scale, aperiodic metasurfaces with full‐wave accuracy. The framework integrates an inverse design network that maps target near‐field responses to metasurface geometries in a non‐iterative and scalable manner. A lightweight forward prediction network, incorporated as a full‐wave solver surrogate within the framework, enables efficient end‐to‐end training of the inverse design network while capturing mutual coupling effects by considering both local and neighboring geometries. The framework's effectiveness is experimentally verified through a multi‐foci metalens and a holographic metasurface. This framework enables the inverse design from micrometer to centimeter scales (> 20 kλ), with near‐field responses discrepancies less than 3% compared to full‐wave solvers at subwavelength (< λ⁄10) resolution. Moreover, it is generalizable to metasurfaces of arbitrary size and operates efficiently without high‐performance resources, overcoming the computational bottlenecks of previous inverse design methods.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
CipherSage应助limengyao采纳,获得10
3秒前
FashionBoy应助勤劳山灵采纳,获得10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
HOTWIND2722发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
GYY完成签到,获得积分10
6秒前
栗先森完成签到,获得积分10
6秒前
烟酒生发布了新的文献求助10
7秒前
Zoe_Zhang发布了新的文献求助10
7秒前
热情怡发布了新的文献求助10
8秒前
林宝发布了新的文献求助30
8秒前
大米粒应助Syea采纳,获得10
8秒前
科研通AI6.4应助GIINJIU采纳,获得10
9秒前
33发布了新的文献求助10
9秒前
汉堡包应助满意时光采纳,获得10
9秒前
seven发布了新的文献求助10
10秒前
wanci应助薯条采纳,获得10
10秒前
10秒前
丘比特应助Diego采纳,获得10
11秒前
11秒前
11秒前
康v发布了新的文献求助10
11秒前
薯条完成签到,获得积分20
13秒前
美丽小之完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
14秒前
Hello应助Fiszh采纳,获得10
15秒前
归零者发布了新的文献求助10
15秒前
17秒前
强健的玉兰应助雪山飞龙采纳,获得10
18秒前
禅园听雪发布了新的文献求助10
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
HYDROLYSE ACIDE DE QUELQUES DIOXASPIROCYCLANES 1314
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7748064
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9296250
关于积分的说明 20234176
捐赠科研通 7329369
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3308744
关于科研通互助平台的介绍 2460530
邀请新用户注册赠送积分活动 2320713