[發(fā)明專利]表面等離激元波導(dǎo)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定方法及設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810995700.7
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN109117575B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張?zhí)?/a>;王佳;戴鍵;戴一堂;李建強;尹飛飛;周月;徐坤
• 申請（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G01R31/00
• 代理公司: 北京柏杉松知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11413
• 代理人: 丁蕓;項京

本發(fā)明實施例提供的一種表面等離激元波導(dǎo)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定方法及設(shè)備，通過獲得表面等離激元波導(dǎo)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型。基于該結(jié)構(gòu)類型，獲得針對該結(jié)構(gòu)類型的表面等離激元波導(dǎo)系統(tǒng)的目標(biāo)電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)，其中，目標(biāo)電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)用于表明所述表面等離激元波導(dǎo)系統(tǒng)的目標(biāo)器件性能，將目標(biāo)電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)輸入預(yù)先訓(xùn)練好的與該結(jié)構(gòu)類型對應(yīng)的反向計算模型，得到與該結(jié)構(gòu)類型對應(yīng)的目標(biāo)結(jié)構(gòu)參數(shù)。與該結(jié)構(gòu)類型對應(yīng)的反向計算模型為：預(yù)先使用設(shè)定的與該結(jié)構(gòu)類型對應(yīng)的多個樣本結(jié)構(gòu)參數(shù)以及分別與每個樣本結(jié)構(gòu)參數(shù)一一對應(yīng)的多個樣本電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)進行訓(xùn)練得到的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。與需要多次人工參與的目標(biāo)結(jié)構(gòu)參數(shù)確定方式相比，提高了目標(biāo)結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光子器件技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種表面等離激元波導(dǎo)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定方法及設(shè)備。

背景技術(shù)

SPPs(Surface Plasmon Polaritons，表面等離激元)波導(dǎo)系統(tǒng)是能夠激發(fā)和傳輸SPPs的納米量級光子器件，例如納米量級的光開關(guān)、調(diào)制器、邏輯門、傳感器等光子器件。SPPs波導(dǎo)系統(tǒng)可以利用SPPs所具有的在金屬表面區(qū)域以自由電子和光子的相互作用形成電磁振蕩的特性，打破光的衍射極限、進行亞波長甚至納米尺寸的光操控，從而實現(xiàn)低損耗、長距離的光數(shù)據(jù)傳輸，同時，以納米量級的尺寸適應(yīng)片上集成，以實現(xiàn)高傳輸速率的光數(shù)據(jù)傳輸。

實際應(yīng)用中，不同的SPPs波導(dǎo)系統(tǒng)可以具有不同的結(jié)構(gòu)類型。例如，圖1(a)和圖1(b)所展示的兩種不同結(jié)構(gòu)的SPPs波導(dǎo)系統(tǒng)。圖1(a)所示的結(jié)構(gòu)包含有構(gòu)成該結(jié)構(gòu)的部位：諧振腔0。圖1(b)所示的結(jié)構(gòu)不包含部位：諧振腔0。對于任一結(jié)構(gòu)的SPPs波導(dǎo)系統(tǒng)，可以根據(jù)該結(jié)構(gòu)的SPPs波導(dǎo)系統(tǒng)的電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)，例如：透射譜、場分布等衡量SPPs波導(dǎo)系統(tǒng)的器件性能，確定該結(jié)構(gòu)的SPPs波導(dǎo)系統(tǒng)激發(fā)和傳輸SPPs的能力。針對該結(jié)構(gòu)的SPPs波導(dǎo)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)參數(shù)，例如：構(gòu)成該結(jié)構(gòu)的各部位的尺寸等是決定該結(jié)構(gòu)的SPPs波導(dǎo)系統(tǒng)的電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)的重要因素。因此，在制作某一結(jié)構(gòu)的SPPs波導(dǎo)系統(tǒng)前，需要考慮如何獲取能夠達到目標(biāo)電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)的該結(jié)構(gòu)的目標(biāo)結(jié)構(gòu)參數(shù)，以根據(jù)目標(biāo)結(jié)構(gòu)參數(shù)制作具有目標(biāo)器件性能的該結(jié)構(gòu)的SPPs波導(dǎo)系統(tǒng)。

為了獲取上述能夠達到目標(biāo)電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)的某一結(jié)構(gòu)的目標(biāo)結(jié)構(gòu)參數(shù)，通常會針對該結(jié)構(gòu)，利用設(shè)定的結(jié)構(gòu)參數(shù)仿真得到仿真結(jié)果，判斷仿真結(jié)果是否符合目標(biāo)電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)。如果不符合，則根據(jù)得到的仿真結(jié)果，人工計算需要調(diào)整的結(jié)構(gòu)參數(shù)，再用調(diào)整后的結(jié)構(gòu)參數(shù)，進行仿真得到新的仿真結(jié)果，并返回判斷仿真結(jié)果是否符合目標(biāo)電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)的步驟。如此循環(huán)直到獲得符合目標(biāo)電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。但是，仿真過程中結(jié)構(gòu)參數(shù)需要人工計算調(diào)整，且多次仿真和多次人工調(diào)整使得確定目標(biāo)結(jié)構(gòu)參數(shù)的過程復(fù)雜，效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例的目的在于提供一種表面等離激元波導(dǎo)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定方法及設(shè)備，以實現(xiàn)在不需要多次人工參與的基礎(chǔ)上，提高結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定效率。具體技術(shù)方案如下：

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種表面等離激元波導(dǎo)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定方法，該方法包括：

獲得表面等離激元波導(dǎo)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型；

基于該結(jié)構(gòu)類型，獲得針對該結(jié)構(gòu)類型的表面等離激元波導(dǎo)系統(tǒng)的目標(biāo)電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)；其中，目標(biāo)電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)用于表明所述表面等離激元波導(dǎo)系統(tǒng)的目標(biāo)器件性能；

將目標(biāo)電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)輸入預(yù)先訓(xùn)練好的與該結(jié)構(gòu)類型對應(yīng)的反向計算模型，得到與該結(jié)構(gòu)類型對應(yīng)的目標(biāo)結(jié)構(gòu)參數(shù)；

其中，與該結(jié)構(gòu)類型對應(yīng)的反向計算模型為：預(yù)先使用設(shè)定的與該結(jié)構(gòu)類型對應(yīng)的多個樣本結(jié)構(gòu)參數(shù)以及分別與每個樣本結(jié)構(gòu)參數(shù)一一對應(yīng)的多個樣本電磁響應(yīng)數(shù)據(jù)進行訓(xùn)練得到的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的表面等離激元波導(dǎo)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定裝置，該裝置包括：