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期刊信息
  • 主管单位:
  • 中国科学技术协会
  • 主办单位:
  • 中国仪器仪表学会、上海光学仪器研究所、中国光学学会工程光学专业委员会
  • 主  编:
  • 庄松林
  • 地  址:
  • 上海市军工路516号上海理工大学《光学仪器》编辑部
  • 邮政编码:
  • 200093
  • 联系电话:
  • 021-55270110
  • 电子邮件:
  • gxyq@usst.edu.cn
  • 国际标准刊号:
  • 1005-5630
  • 国内统一刊号:
  • 31-1504/TH
  • 邮发代号:
  • 单  价:
  • 15.00
  • 定  价:
  • 90.00
基于神经网络的多层薄膜结构红外辐射计算和逆向设计
Infrared radiation computation and inverse design of multilayer thin film structures based on neural network
投稿时间:2023-02-02  
DOI:10.3969/j.issn.1005-5630.2023.005.009
中文关键词:  微纳光子结构  红外辐射  神经网络  辐射制冷
英文关键词:micro/nano photonic structures  infrared radiation  neural network  radiative cooling
基金项目:国家自然科学基金面上项目(62175154)
作者单位E-mail
陈迎港 上海理工大学 光子芯片研究院,上海 200093
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093 
 
朱倩 上海理工大学 光子芯片研究院,上海 200093
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093 
 
邓文艺 上海理工大学 光子芯片研究院,上海 200093
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093 
 
吴欣宇 上海理工大学 光子芯片研究院,上海 200093
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093 
 
张轶楠 上海理工大学 光子芯片研究院,上海 200093 zhangyinan@usst.edu.cn 
摘要点击次数: 1817
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中文摘要:
      通过设计优化微纳光子结构实现红外辐射光谱调控已成为一个研究重点。近年来,神经网络逆向设计因其自由度高,速度快,性能好等优势,引起了广泛关注。提出了基于神经网络的微纳光子结构红外辐射计算和逆向设计。具体来讲,即针对多层介质薄膜结构,建立多层感知机神经网络模型,通过对样本数据的训练建立多层薄膜的厚度与其红外辐射光谱的映射关系,从而实现了薄膜结构的辐射光谱计算及逆向设计。同时将设计出的薄膜应用到辐射制冷领域。结果表明,即使是在3%的太阳辐射吸收和6 W/(m2·K)的非辐射换热系数的情况下,薄膜辐射制冷器依然能够将温度降低到低于环境温度7 ℃左右。该研究成果将对红外辐射等应用领域产生重要的影响。
英文摘要:
      It has become the research focus to realize the infrared radiation spectrum regulation by designing and optimizing micro/nano photonic structures. Recently, neural network inverse design has attracted wide attention because of its advantages such as high freedom, fast speed and good performance. Here, infrared radiation computation and inverse design of micro/nano photonic structures based on neural network is proposed. Specifically, for the multilayer dielectric thin film structure, a multilayer perceptron neural network model was established. The mapping relationship between the thickness of the multilayer thin film and its infrared radiation spectrum was built up through the training of sample data. The radiation spectrum computation and inverse design of the thin film structure by this network was realized. At the same time the designed film was applied to the field of radiative cooling. The results show that even at 3% solar radiation absorption and 6 W/(m2·K) non-radiation heat transfer coefficient, the thin film radiative cooler can still reduce the temperature to about 7 ℃ below the ambient temperature. The research results will have an important impact on infrared radiation and other applications.
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