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基于制造导引的谐挓材料逆设计:谱到结构条件扩散模型

光学 2025-06-10 v1 机器学习

摘要

谐挓材料是人工制造的结构,能够操控电磁波,具有自然界中不存在的光学特性。最近,机器学习在谐挓材料的逆设计中受到关注。然而,谐挓材料结构与光学行为之间的高度非线性关系,以及制造难题,为使用机器学习进行复杂谐挓材料的设计和制造带来了挑战。本文提出一种通用框架,通过实现定制化的谱到形状和尺寸参数,解决基于条件扩散模型的单对多谐挓材料逆设计问题。该方法在光谱预测准确性方面表现优异,生成的模式多样性优于其他典型生成模型,并通过对所生成结果的后续分析提供有价值的制造先验知识,从而促进了谐挓材料设计的实验制造。我们通过成功设计并制造一种具有定制选择性辐射光谱用于热隐形应用的自由形状谐挓材料,展示了所提方法的有效性。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.07083,
  title  = {Inverse Design of Metamaterials with Manufacturing-Guiding Spectrum-to-Structure Conditional Diffusion Model},
  author = {Jiawen Li and Jiang Guo and Yuanzhe Li and Zetian Mao and Jiaxing Shen and Tashi Xu and Diptesh Das and Jinming He and Run Hu and Yaerim Lee and Koji Tsuda and Junichiro Shiomi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.07083},
  year   = {2025}
}

备注

20 pages, 7 figures