Diffusion-Based Electromagnetic Inverse Design of Scattering Structured Media
Mikhail Tsukerman, Konstantin Grotov, Pavel Ginzburg
我们提出了电磁逆设计的有条件扩散模型,该模型直接从目标差散射截面剖面图谱生成结构化介质几何形状,绕过昂贵的迭代优化。 我们的1D U-Net架构具有功能明智的线性调制,学习将所需的角散射模式映射到2x2介电球结构,通过采样各种有效设计,自然处理逆向问题的非独特性。 该模型在11,000个模拟元表面进行了训练,在看不见的目标上实现了低于19%的中位MPE(最佳:1.39%),优于CMA-ES进化优化,同时将设计时间从小时缩短到秒。 这些结果表明,采用扩散模型有望推进电磁逆设计研究,从而有可能快速探索复杂的元表面架构,并加速开发下一代光子和无线通信系统。 该代码可在https://github.com/mikzuker/inverse_design_metasurface_generation上公开。
We present a conditional diffusion model for electromagnetic inverse design that generates structured media geometries directly from target differential scattering cross-section profiles, bypassing expensive iterative optimization. Our 1D U-Net architecture with Feature-wise Linear Modulation learns to map desired angular scattering patterns to 2x2 dielectric sphere structure, naturally handling the non-uniqueness of inverse problems by sampling diverse valid designs. Trained on 11,000 simulated...