申请/专利权人：浙江大学

申请日：2023-11-16

公开（公告）日：2024-05-17

公开（公告）号：CN117524372B

主分类号：G16C60/00

分类号：G16C60/00;G06N3/126;G06N3/086

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.17#授权;2024.02.27#实质审查的生效;2024.02.06#公开

摘要：本发明公开了一种基于遗传算法的微流道超材料设计方法、电子设备、介质，微流道超材料传感器包括自下而上布置的衬底层、微流道层、金属谐振层以及支撑层；其中，金属谐振层是由若干个子结构组成的阵列；设计方法包括：确定微流道超材料传感器类型以及金属谐振层子结构；确定衬底层、金属谐振层以及支撑层的材料；构建等效电路模型，得到微流道超材料传感器的结构与电磁参数之间的映射关系；设置微流道超材料传感器的结构参数之间的约束关系；基于此，设置待设计的微流道超材料传感器的结构特征参数；以微流道超材料传感器的灵敏度、品质因数、半峰宽下的品质因数为优化指标，采用遗传算法对微流道超材料传感器的结构特征参数进行优化。

主权项：1.一种基于遗传算法的微流道超材料设计方法，其特征在于，微流道超材料传感器包括自下而上布置的衬底层、微流道层、金属谐振层以及支撑层；其中，金属谐振层是由若干个子结构组成的阵列；所述设计方法包括：根据谐振峰个数、谐振峰频率位置进行微流道超材料传感器类型以及金属谐振层子结构的选型；根据微流道超材料传感器类型与其在谐振峰频率段的吸收系数确定衬底层、金属谐振层以及支撑层的材料；基于微流道超材料传感器的结构构建等效电路模型，得到微流道超材料传感器的结构与电磁参数之间的映射关系；包括：将微流道超材料传感器的结构等效为若干个并联的子回路；根据基尔霍夫定律进行子回路的建模，表达式如下：ImωLm-1ωCm-1ωCm,m+1j+ImRm+jIm+1ωCm,m+1＝Vm式中，Vm为第m个回路的电压；Im为第m个回路的电流；Cm为第m个回路的电容；Rm为第m个回路的电阻；ω表示角频率，Lm表示第m个回路的电感，Cm,m+1表示第m个回路与第m+1个回路的耦合电容；建立每个回路电量的微分模型，表达式如下： 式中，γm＝RmLm第m个子回路的阻尼系数；当受外加电压Vm＞0激发时，产生频率为谐振峰值，Cem＝CmCm,m+1Cm+Cm,m+1；且相互两个相邻回路之间的耦合系数根据每个回路电量的微分模型求得每个子回路的电量qm，计算各子回路吸收功率与有效极化率，表达式如下： χeff＝χr+jχj＝Pε0Vmean式中，P表示回路吸收功率，M为子回路总数，χeff表示有效极化率，χr和χj分别为有效极化率的实部和虚部，ε0为真空的有效介电常数，为各子回路均值电压；根据各子回路吸收功率与有效极化率，得到微流道超材料传感器的传输系数T，表达式如下：T＝|c1+nsub||c1+nsub-jωχj|式中，c为光速，nsub为支撑层的折射率，j代表虚部；设置微流道超材料传感器的结构参数之间的约束关系；包括：两两金属谐振层子结构的间距大于0，且两两金属谐振层子结构之间相互不干涉；根据微流道超材料传感器的结构与电磁参数之间的映射关系以及微流道超材料传感器的结构参数之间的约束关系，设置待设计的微流道超材料传感器的结构特征参数；其中，微流道超材料传感器的结构特征参数包括：金属谐振层子结构的结构参数，金属谐振层子结构的间距，衬底层的厚度，微流道层的厚度，金属谐振层的厚度，支撑层的厚度；当金属谐振层子结构为I型、C型、H型、E型时，金属谐振层子结构的结构参数为金属谐振层子结构的长度、宽度；当金属谐振层子结构为O型时，金属谐振层子结构的结构参数为金属谐振层子结构的圆环半径；以微流道超材料传感器的灵敏度、品质因数、半峰宽下的品质因数为优化指标，采用遗传算法对微流道超材料传感器的结构特征参数进行优化。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 浙江大学 基于遗传算法的微流道超材料设计方法、电子设备、介质

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