[发明专利]二维光子晶体最大绝对带隙结构优化方法

权利要求书

1.一种二维光子晶体最大绝对带隙结构优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：选择具有所需晶格结构的初始二维光子晶体结构，并对所述二维光子晶体结构进行优化区域的选择；

S2：在所述优化区域建立初始介质分布模型；具体包括：

在所述优化区域设定若干控制点，并给每一个控制点赋予高度；

利用控制点二维坐标及其高度拟合出一个三维曲面的曲面方程；

由高度方向值为0的平面与所述三维曲面交界得到交界曲线，并根据所述三维曲面和交界曲线得到初始介质分布模型；

S3：利用有限元方法计算所述初始二维光子晶体结构的绝对带隙宽度，并根据所述初始介质分布模型计算所述绝对带隙宽度对初始介质分布的梯度；

S4：根据计算的所述绝对带隙宽度对介质分布的梯度，得到所述初始光子晶体结构模型中能够提高所述绝对带隙宽度的介质分布区域；将位于所述能够提高所述绝对带隙宽度的介质分布区域中的控制点高度作为优化变量；

S5：将所述优化变量与所述绝对带隙宽度代入到优化算法中，得到最优的光子晶体结构。

2.如权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述优化方法还包括使用简单的几何图形对所述对步骤S5得到的最优光子晶体结构进行简化的步骤。

3.如权利要求2所述的优化方法，其特征在于，所述优化方法还包括对所述简化后的最优光子晶体结构进行参数优化的步骤。

4.如权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述步骤S1中，根据所述二维光子晶体的晶胞的对称轴将所述晶胞均匀划分成若干份，选择其中一份作为所述优化区域。

5.如权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述步骤S4得到所述初始光子晶体结构模型中能够提高所述绝对带隙宽度的介质分布区域具体为：将得到的梯度值为正的正值区域作为能够提高所述绝对带隙宽度的介质分布区域。

6.如权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述步骤S5中的优化算法为Nelder Mead算法。