【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超表面，具体涉及一种适用于衍射超表面的仿真分析方法及装置。
技术介绍
1、基于超表面的光学衍射神经网络通常在电子计算机上进行离线训练，得到设计参数后映射到光学器件上，将信息加载到光的特定维度上，实现一个或多个智能任务。在衍射神经网络中，超表面是光计算中进行光场调控的关键结构，结合了传统的几何、物理光学理论和前沿的纳米技术，是一种新型的光学结构，由具有亚波长尺度的二维或三维周期性微结构组成，能够精确调控传播光波的相位、振幅和偏振，推动了小型化、轻质化、集成化的光学器件发展。超表面的光学性能主要由结构单元的几何形状与尺寸、以及材料的介电常数决定。
2、然而，当前面向超表面网络的数值建模难以完美描述系统物理特性，超表面的物理尺寸、形貌和方位与设计有偏差，不同层的超表面之间在键合过程中存在装配误差。超表面加工质量与最终实现的功能有非常紧密的联系，在目前的微纳加工水平下，对于大规模、高深宽比超表面制备存在难以实现与设计值完美适配的技术壁垒。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种适用于衍射超表面的仿真分析方法及装置，以解决超表面加工质量对超表面性能的影响无法确认的问题。
2、第一方面，本专利技术提供了一种适用于衍射超表面的仿真分析方法，方法包括：基于预设超表面材料和类型构建超表面单元结构模型；基于超表面单元结构模型进行参数扫描，确定超表面半径-相位对应分布点；基于半径-相位对应分布点进行超表面建模，对构建的第一超表面模型进行仿真计算，得到第一衍
3、本专利技术实施例提供的适用于衍射超表面的仿真分析方法，基于对超表面单元结构模型进行参数扫描得到的半径-相位对应分布点进行超表面模型的构建，同时在建模时加入加工误差，通过对加入加工误差之后和之前的模型分别进行仿真计算，并将得到的对应的衍射图像进行对比，从而确定加工误差的影响，为超表面的加工提供了指导。
4、在一种可选的实施方式中，基于超表面单元结构模型进行参数扫描，确定超表面半径-相位对应分布点，包括：基于第一预设扫描参数和超表面单元结构模型进行扫描，得到扫描结果；当扫描结果中相位和透过率不满足预设要求时，调整扫描参数，重新扫描，直至得到的扫描结果中的相位和透过率满足预设要求；将扫描结果中的震荡点剔除，基于剩余的分布点确定半径-相对对应分布点。
5、本实施例中，通过对扫描参数的调整以及震荡点的剔除，使得最终得到的半径-相位对应分布点中相位变化比较平滑，半径分布点较多，减小了后续超表面相位排布误差。
6、在一种可选的实施方式中，基于半径-相位对应分布点进行超表面建模之前，方法还包括：基于预设任务对衍射神经网络进行训练，得到超表面目标相位；基于半径-相位对应分布点对超表面目标相位进行插值离散，得到目标半径分布；基于半径-相位对应分布点进行超表面建模，包括：基于由半径-相位对应分布点得到的目标半径分布在仿真软件中进行超表面建模。
7、本实施例中，通过采用半径-相位对应分布点对衍射神经网络训练得到的目标相位进行插值离散得到目标半径分布，并采用目标半径分布进行超表面建模，保证了建模得到的超表面具有相应功能。
8、在一种可选的实施方式中，方法还包括：获取基于衍射神经网络得到的第三衍射图像；基于第三衍射图像和第一衍射图像的对比对衍射神经网络的功能进行验证。
9、本实施例中，通过对两个衍射图像进行对比实现了对建模得到的超表面的功能验证。
10、在一种可选的实施方式中，基于半径-相位对应分布点进行超表面建模，对构建的第一超表面模型进行仿真计算，得到第一衍射图像，包括：基于半径-相位对应分布点进行超表面建模；基于光源阵列中每个光源的振幅大小构建全场散射场光源阵列；确定监视器的位置；在基于光源阵列和监视器确定的仿真区域中对构建的第一超表面模型进行仿真计算，得到第一衍射图像。
11、本实施例中，通过构建光源、监视器以及仿真区域等实现了对超表面的物理仿真建模。
12、在一种可选的实施方式中，基于第一衍射图像和第二衍射图像的对比确定加工误差的影响，包括：基于第一衍射图像和第二衍射图像的均方误差以及互相关系数确定加工误差的影响。
13、本实施例中，通过均方误差以及互相关系数的计算，实现了对加工误差的定性影响分析。
14、在一种可选的实施方式中，方法还包括：基于加工误差的影响对衍射神经网络的训练以及超表面的加工进行优化。
15、本实施例中，面向超表面网络的数值建模难以完美描述系统物理特性的问题，通过构建合理的光源和超表面仿真模型，将超表面的物理尺寸、形貌和方位偏差引入物理建模，定量评价物理衍射图像与数值衍射图像间的差异，将结果反馈于仿真设计进行优化迭代，实现闭环设计制备方案，最终得到与设计映射功能高度适配的光学神经网络芯片。
16、第二方面，本专利技术提供了一种适用于衍射超表面的仿真分析装置，装置包括：单元结构确定模块，用于基于预设超表面材料和类型构建超表面单元结构模型；扫描模块，用于基于超表面单元结构模型进行参数扫描，确定超表面半径-相位对应分布点；第一仿真模块，用于基于半径-相位对应分布点进行超表面建模，对构建的第一超表面模型进行仿真计算，得到第一衍射图像；第二仿真模块，用于基于半径-相位对应分布点以及加工误差进行超表面建模，对构建的第二超表面模型进行仿真计算，得到第二衍射图像；影响确定模块，用于基于第一衍射图像和第二衍射图像的对比确定加工误差的影响。
17、第三方面，本专利技术提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的适用于衍射超表面的仿真分析方法。
18、第四方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的适用于衍射超表面的仿真分析方法。
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1.一种适用于衍射超表面的仿真分析方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述超表面单元结构模型进行参数扫描，确定超表面半径-相位对应分布点，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述半径-相位对应分布点进行超表面建模，对构建的第一超表面模型进行仿真计算，得到第一衍射图像，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述第一衍射图像和所述第二衍射图像的对比确定加工误差的影响，包括：
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
8.一种适用于衍射超表面的仿真分析装置，其特征在于，所述装置包括：
9.一种计算机设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至7中任一项所述的适用于衍射超表面的仿
...【技术特征摘要】
1.一种适用于衍射超表面的仿真分析方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述超表面单元结构模型进行参数扫描，确定超表面半径-相位对应分布点，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述半径-相位对应分布点进行超表面建模，对构建的第一超表面模型进行仿真计算，得到第一衍射图像，包括：
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