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专利号: 2026106162040
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种光子晶体逆向设计方法,其特征在于,包括:

获取目标物理条件向量;

利用预先训练的双阶段物理引导扩散模型进行反向扩散去噪,得到连续的灰度图像;

对连续灰度图像进行硬截断二值化处理,得到谷光子晶体的二值化版图;

其中,所述双阶段物理引导扩散模型包括扩散主干网络和低秩适配器模块,训练步骤包括:获取谷光子晶体的先验数据集和高质量样本集;其中,所述先验数据集包括二维晶胞样本的像素矩阵及物理条件向量,所述目标物理条件向量和先验数据集中的物理条件向量均包括:带隙上限频率、带隙下限频率、谷陈数和内部介质孔相对填充率;

在原始像素空间内,将先验数据集输入所述扩散主干网络进行预训练,使所述扩散主干网络提取谷光子晶体晶胞的全局空间对称性特征;

冻结所述扩散主干网络的预训练参数,利用高质量样本集对所述低秩适配器模块进行微调,更新低秩适配器模块的参数,得到所述预先训练的双阶段物理引导扩散模型;其中,所述利用高质量样本集对所述低秩适配器模块进行微调,包括:将所述低秩适配器模块以旁路形式接入所述扩散主干网络的注意力层和前馈全连接层;

对于输入特征图 ,按 进行前向传播,其中 为前向传播特征,为被冻结的预训练权重矩阵, 为降维投影矩阵, 为升维投影矩阵,为低秩适配器模块的秩,为缩放因子;

微调过程中仅更新降维投影矩阵 和升维投影矩阵 参数,以在低维参数空间内完成物理对齐;

基于麦克斯韦方程组的尺度不变性,将通过归一化频率表征的二值化版图缩放至指定物理晶格常数,使相对带隙映射为与所述目标物理条件向量对应的绝对带隙;

为了进一步确保生成结构的物理性能符合预设指标,还包括闭环物理验证过程。

2.根据权利要求1所述的光子晶体逆向设计方法,其特征在于,所述扩散主干网络采用扩散Transformer架构;所述将先验数据集输入所述扩散主干网络进行预训练,包括:将物理条件向量映射为物理嵌入向量,将所述物理嵌入向量与扩散时间步融合;

将融合后的特征通过自适应层归一化注入所述扩散主干网络的各Transformer块中;

利用Transformer块的多头自注意力机制,在原始像素空间捕获像素点之间的长程空间关联,以提取谷光子晶体晶胞的全局空间对称性特征,维持晶胞的C3旋转对称性。

3.根据权利要求1所述的光子晶体逆向设计方法,其特征在于,所述对连续灰度图像进行硬截断二值化处理,包括:初始化预设像素灰度阈值;

将高于预设像素灰度阈值的像素映射为高折射率介质区,低于或等于预设像素灰度阈值像素映射为空气区,得到谷光子晶体的二值化版图。

4.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序/指令,其特征在于,该计算机程序/指令被处理器执行时,实现权利要求1‑3中任一所述的光子晶体逆向设计方法的步骤。

5.一种电子设备,其特征在于,包括:

存储器,用于存储计算机程序/指令;

处理器,用于执行所述计算机程序/指令以实现权利要求1‑3中任一项所述的光子晶体逆向设计方法的步骤。