【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请案针对光学装置。更具体而言，本申请案针对用于超表面构型最优化的神经网络。
技术介绍
1、超表面最近在光学装置设计中已吸引许多研究兴趣，因为其独特的次波长特征使得可能非常精密地工程设计光与表面相互作用的方式。因此，超表面已经用来实行广泛范围的光学装置，包括超透镜、紧密分光计、轨道角动量激光，及超快光脉冲成形机，仅举数例。与高指数材料的选择组合的超表面的薄膜性质可达成形状因子的显著改良，从而使超表面变得对于穿戴式或扩增实境(augmented-reality，ar)及/或虚拟现实(virtual-reality，vr)应用尤其有吸引力。此外，可利用于超表面的大设计空间赋能予多个功能性的同时工程设计，从而导致在传统块体光学器件的情况下完全不可能的装置及功能，诸如紧密完全斯托克斯(full-stokes)极化摄影机、入射角独立聚焦等。
2、传统超表面设计通常基于可用仅少许参数表征的简单几何形状。由于设计程序馆的因而有限的大小，装置效率通常亦为有限的。作为替代性方法，尤其具有伴随构型优化的反向设计已经用来设计具有显著较大自由度的超表面。代替将设计限制于某些形状，诸如多个椭圆形柱或立方体，反向设计呈现结构变数的整体构型，从而导致显著较大的搜寻空间，及可能较佳的解决方案。然而，整体的反向设计优化通常涉及数百个迭代，每个迭代需要完全结构的完全物理仿真，此为耗时的。取决于装置的大小，可花费数小时或甚至数天来优化一个结构。此外，若目的将创造全部具有不同目标的此类结构的整体程序馆，则过程迅速变得难以处理。
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【技术保护点】
1.一种制造具有超表面层的光学装置的方法，所述超表面层被设计以优化一或多个优值，所述方法包含：
2.如权利要求1所述的方法，其中所述像素型影像是自设计变数的集合创造，且其中基于所述导数来更新所述像素型影像包含：
3.如权利要求2所述的方法，其中所述设计变数包含具有相较于所述像素型影像的较低空间分辨率及较高位深度的值阵列，且其中自所述设计变数创造所述像素型影像包含：影像滤波及定限。
4.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包含：在创造及迭代地更新所述像素型影像之前，随机地初始化所述设计变数的集合。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述像素型影像具有二进制像素值。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述训练数据进一步包含像素型影像及通过电磁模拟自所述像素型影像的移位或镜像版本计算的优值的对。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述一或多个优值包含选自散射效率或散射功率的至少一个散射度量。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述一或多个优值包含散射效率且所述训练数据覆盖自0至至少80％的所述散射效率的范围。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述光学装置为超光栅，且所述一或多个优值包含与特定光栅次序相关联的散射度量、与特定极化相关联的散射度量、与特定波长或波长范围相关联的散射度量、传输效率，或反射效率中的至少一个。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述光学装置为极化判断装置，且所述一或多个优值包括介于两个正交极化之间的特定角度处的相位差异或散射效率差异。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述光学装置为超透镜，且所述一或多个优值包含焦点或聚焦效率处的光强度。
12.如权利要求1所述的方法，其中所述光学装置为波长判断装置，且所述一或多个优值包含介于两个指定波长之间的相位差异、相对于波长的相位梯度，或用于不同波长的散射效率。
13.如权利要求1所述的方法，其中所述光学装置为扩增实境或虚拟现实装置。
14.一种非暂时性计算机可读介质，储存指令，所述指令当通过一或多个计算机处理器执行时，使所述处理器进行用于设计光学装置的超表面层以优化一或多个优值的操作，所述操作包含迭代地进行以下动作：
15.如权利要求14所述的一或多个非暂时性计算机可读介质，其中所述像素型影像是自设计变数的集合创造，且其中基于所述导数来更新所述像素型影像包含：
16.如权利要求14所述的一或多个非暂时性计算机可读介质，其中所述设计变数包含具有相较于所述像素型影像的较低空间分辨率及较高位深度的值阵列，且其中自所述设计变数创造所述像素型影像包含：影像滤波及定限。
17.如权利要求14所述的一或多个非暂时性计算机可读介质，其中所述训练数据进一步包含像素型影像及通过电磁模拟自所述像素型影像的移位或镜像版本计算的优值的对。
18.如权利要求14所述的一或多个非暂时性计算机可读介质，其中所述一或多个优值包含选自散射效率或散射功率的至少一个散射度量。
19.如权利要求14所述的一或多个非暂时性计算机可读介质，其中所述一或多个优值包含散射效率且所述训练数据覆盖自0至至少80％的所述散射效率的范围。
20.一种用于设计光学装置的超表面层以优化一或多个优值的系统，所述系统包含：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种制造具有超表面层的光学装置的方法，所述超表面层被设计以优化一或多个优值，所述方法包含：
2.如权利要求1所述的方法，其中所述像素型影像是自设计变数的集合创造，且其中基于所述导数来更新所述像素型影像包含：
3.如权利要求2所述的方法，其中所述设计变数包含具有相较于所述像素型影像的较低空间分辨率及较高位深度的值阵列，且其中自所述设计变数创造所述像素型影像包含：影像滤波及定限。
4.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包含：在创造及迭代地更新所述像素型影像之前，随机地初始化所述设计变数的集合。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述像素型影像具有二进制像素值。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述训练数据进一步包含像素型影像及通过电磁模拟自所述像素型影像的移位或镜像版本计算的优值的对。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述一或多个优值包含选自散射效率或散射功率的至少一个散射度量。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述一或多个优值包含散射效率且所述训练数据覆盖自0至至少80％的所述散射效率的范围。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述光学装置为超光栅，且所述一或多个优值包含与特定光栅次序相关联的散射度量、与特定极化相关联的散射度量、与特定波长或波长范围相关联的散射度量、传输效率，或反射效率中的至少一个。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述光学装置为极化判断装置，且所述一或多个优值包括介于两个正交极化之间的特定角度处的相位差异或散射效率差异。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述光学装置为超透镜，...
【专利技术属性】
技术研发人员：杰里米·罗伯特·哈德勒，杨俊，
申请(专利权)人：康宁公司，
类型：发明
国别省市：
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