(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110688282.9 (22)申请日 2021.06.21 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113268911 A (43)申请公布日 2021.08.17 (73)专利权人 北京邮电大 学 地址 100876 北京市海淀区西土城路10号 (72)发明人 桂丽丽　廖祥莱　冯懋宇　王传硕　 于振明　张天　尹飞飞　徐坤　 (74)专利代理 机构 北京金咨知识产权代理有限 公司 11612 专利代理师 宋教花　岳燕敏 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/27(2020.01)G06N 3/12(2006.01) G06F 111/08(2020.01) (56)对比文件 CN 112904469 A,2021.0 6.04 US 2008314835 A1,2008.12.25 WO 2008088830 A2,2008.07.24 审查员 霍玉明 (54)发明名称 手性超构表面的结构参数优化方法及微纳 器件 (57)摘要 本发明提供一种手性超构表面的结构参数 优化方法及微纳器件， 所述方法包括： 基于结构 参数的优化范围确定结构参数的参数空间， 根据 结构参数的参数空间确定初始种群； 利用时域有 限差分算法获取种群内的各个体所对应的手性 超构表面在目标波长下的左旋圆偏振光与右旋 圆偏振光的透射率， 并求其差值； 基于获取到的 各个体所对应的透射率差值确定各个体的适应 度； 基于各个体的适应度对初始种群内的个体进 行选择、 交叉及变异操作， 并生成优化种群； 从优 化种群内选择在目标波长下左旋圆偏振光与右 旋圆偏振光的透射率差值为最小值时所对应的 个体作为手性超构表面的最优结构参数。 采用该 方法在巨大的参数空间内可快速且准确的获得 手性超构表面的最优结构参数。 权利要求书2页 说明书10页 附图4页 CN 113268911 B 2022.06.17 CN 113268911 B 1.一种手性超构表面的结构参数优化方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 基于结构参数的优化范围确定所述结构参数的参数空间， 根据 所述结构参数的参数空 间确定初始种群； 所述结构参数为相邻两层金属结构体之间的距离参数、 各金属体的长度 及宽度参数、 相 邻堆叠结构间隔参数以及手性超构表面内的金属结构 体的周期数量参数中 的至少一个； 利用时域有限差分算法获取所述初始种群内的各个体所对应的手性超构表面在目标 波长下的左旋圆偏振光与右旋圆偏振光的透射率， 并计算各个体所对应的左旋圆偏振光与 右旋圆偏振光的透射 率差值； 基于计算到的各个 体所对应的透射 率差值确定各个 体的适应度； 基于各个体的适应度对所述初始种群内的个体进行选择操作、 交叉操作及变异操作， 并生成优化种群； 从所述优化种群内选择适应度为最小值时所对应的个体作为所述手性超构表面的最 优结构参数； 其中， 基于各个体的适应度对所述初始种群内的个体进行选择操作、 交叉操作及变异 操作， 并生成优化种群， 包括： 获取交叉概率及变异概率； 基于各个体的适应度从初始种群 中选择用于交叉 的个体； 根据 交叉概率对选择 的两个交叉个体进行交叉操作； 根据变异概 率对种群内的个 体进行变异操作； 从初始种群中选择用于交叉的个 体所采用的选择 方法为轮 盘赌方法； 所述交叉概 率为自适应交叉概 率， 计算公式为： 其中，PC为交叉概率， k1和k3为0到1的常数， 为种群内个体的最大适应度， 为选择 的两个用于交叉的个 体的较大适应度， 为种群内个 体的平均适应度； 所述变异概 率为自适应 变异概率， 计算公式为： 其中， Pm为变异概率， k2和k4为0到1的常数， 为种群内个体的最大适应度， 为变异 个体的适应度， 为种群内个 体的平均适应度。 2.根据权利要求1所述的手性超构表面的结构参数优化方法， 其特 征在于， 利用时域有限差分算法获取所述初始种群内的各个体所对应的手性超构表面在目标 波长下的左旋圆偏振光与右旋圆偏振光的透射率， 并计算各个体所对应的左旋圆偏振光与 右旋圆偏振光的透射 率差值， 包括： 利用时域有限差分算法计算各个体所对应的手性超构表面在目标波段范围内的左旋 圆偏振光与 右旋圆偏振光的透射率， 并计算各个体所对应的左旋圆偏振光与右旋圆偏振光权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113268911 B 2的透射率差值的平均值； 其中， 所述目标波长为所述目标波段的中心波长； 基于计算到的各个 体所对应的透射 率差值确定各个 体的适应度， 包括： 基于各个体所对应的手性超构表面在目标波段的中心波长下的透射率差值以及在目 标波段内的各透射 率差值的平均值确定各个 体的适应度。 3.根据权利要求2所述的手性超构表面的结构参数优化方法， 其特征在于， 所述目标波 长为1035nm， 所述目标波段 范围为10 30nm至1040nm。 4.根据权利要求2所述的手性超构表面的结构参数优化方法， 其特征在于， 从所述优化 种群内选择适应度为最小值时所对应的个体作为所述手性超构表面的最优结构参数， 包 括： 从所述优化种群内选择在目标波长下的左旋圆偏振光与右旋圆偏振光的透射率差值 为最小值且目标波段内的各透射率差值的平均值小于预设数值时所对应的个体作为所述 手性超构表面的最优结构参数。 5.根据权利要求1所述的手性超构表面的结构参数优化方法， 其特征在于， 利用时域有 限差分算法获取所述初始种群内的各个体所对应的手性超构表面在目标波长下的左旋圆 偏振光与右旋圆偏振光的透射率， 并计算各个体所对应的左旋圆偏振光与 右旋圆偏振光的 透射率差值， 包括： 利用时域有限差分分析软件获取所述初始种群内各个体对应的波长在 700nm至1400nm 之间的透射谱， 根据各 所述透射谱获得 各圆二向色谱； 基于各圆二向色光谱获取各个体所对应的手性超构表面在 目标波长下的左旋圆偏振 光与右旋圆偏振光的透射 率差值。 6.一种基于手性超构表面的微纳器件， 包括玻璃基底以及位于所述玻璃基底表面上的 双层手性金属结构体， 其特征在于， 所述双层手性金属结构体的结构参数采用基于权利要 求1至5中任意一项所述的结构参数优化方法选择的最优结构参数。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113268911 B 3