基于生成模型与级联网络的窄带纳米光子结构按需逆设计
光学
2025-07-22 v1
摘要
纳米光子学中的逆向设计因其病态性质及对输入不准确性的敏感性，仍具有挑战性。我们提出一种新框架，将条件变分自编码器（CVAE）与级联网络相结合，实现纳米光子结构的稳健高效按需逆向设计。不同于以前仅使用 CVAE 或级联网络的做法，我们的方法将光谱调整和结构预测集成到统一的架构中。具体而言，CVAE 调整理想的目标光谱（如洛伦兹形凹陷），使其更符合物理可实现性并与训练数据分布一致。该调整后的光谱随后传递给级联网络，用于预测相应的结构参数。该框架有效处理窄带（<50 nm）和高度复杂的光谱，同时解决逆向设计中固有的单向多映射问题。该模型实现高度准确性，设计的光谱与全波仿真结果高度吻合，验证了其针对先进纳米光子应用的实用性。
引用
@article{arxiv.2507.14761,
title = {On-Demand Inverse Design for Narrowband Nanophotonic Structures Based on Generative Model and Tandem Network},
author = {Yuxiao Li and Taeyoon Kim and Allen Zhang and Zengbo Wang and Yongmin Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.14761},
year = {2025}
}
备注
5 figures, 2 tables