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龙图腾网获悉北京理工大学申请的专利一种超构表面实现中波红外分焦平面滤光片及逆向设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119200216B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-21发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411408901.4，技术领域涉及：G02B27/00；该发明授权一种超构表面实现中波红外分焦平面滤光片及逆向设计方法是由赵益辉;罗鹏设计研发完成，并于2024-10-10向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种超构表面实现中波红外分焦平面滤光片及逆向设计方法在说明书摘要公布了：本发明公开一种超构表面实现中波红外分焦平面滤光片及逆向设计方法。根据超表面的光场调控特性，仅利用单层全硅介质超表面就能完成中波红外指定波段的光谱路由和聚焦功能，从而实现类似于Bayer滤光片的滤光效果，并相比于其显著提高了光谱能量利用率，设计思路上利用端到端的逆向方法，通过遗传算法和二进制搜索算法DBS分阶段的优化结构参数，充分发挥各算法的优势，降低了设计门槛，提高了优化自由度，从而可以改善优化性能。由此可见，本发明能在低照度的中红外夜视彩色成像应用提供关键的器件支撑，并为集成化、小型化的技术领域拓展新的设计思路。

本发明授权一种超构表面实现中波红外分焦平面滤光片及逆向设计方法在权利要求书中公布了：1.一种基于逆向设计的中波红外超表面滤光片的设计方法，其特征在于：包括以下步骤： 步骤1：同一偏振条件的平面入射光下，利用时域有限差分法仿真来扫描计算用于构成超构表面的椭圆超原子的几何参数，找到能实现最佳光场透过率、覆盖2π相位的超原子A，所述的超原子几何参数包括椭圆长轴a、椭圆短轴b、高度g及分布周期p； 步骤2：把整个超表面“像素化”，每个像素单元格尺寸为p，每个像素单元被分配为超原子或空气，分别用用“1”或“0”表示，把超表面平面映射为仅含有“0”“1”的方阵； 步骤3：基于遗传算法，定义每个二进制编码模式的超表面的路由属性适应度，根据行列大小由步骤2随机产生k个包含有超表面二进制编码模式的初始种群数，适应度函数表示超表面在四个波段的光透过率加权和，描述如下： 其中，λm1和λm2用于表示最小和最大波长，下标m分别代表对应的四个波段，即a的最小波长和最大波长为3μm和3.5μm，b为3.5μm和4μm，c为4μm和4.5μm，d为4.5μm和5μm，Ta、Tb、Tc、Td分别是成像平面上各波段区域的光强与入射到超表面区域的光强之比，A、B、C、D是每个波段积分的自适应权重； 步骤4：设置初始权重因子，计算初始种群二进制编码模式下k个超表面个体的适应度； 步骤5：根据步骤4得到的父代，利用轮盘赌原则，生成k个被选中概率值； 步骤6：循环选中两个父代并根据步骤5中生成的概率值进行交叉变异得到一个子代，用新的个体取代父代中适应度低于自定义阈值的个体最终得到新的一代，并仿真和计算适应度； 步骤7：重复步骤6直到迭代结束或者适应函数收敛，其中四个权重因子数值按照自适应权重规则进行改变，保证迭代过程中目标函数持续得到优化，输出优化后适应度最大的超表面二进制编码矩阵； 步骤8：利用改进的二进制搜索算法进一步迭代优化，选中一个初始单元格作为优化起点，改变其中状态，包括“0”和“1”的翻转、椭圆超原子围绕椭圆中心的三个旋转角度，即45°、90°、135°，仿真计算每个状态下的适应度函数，其中权重因子不变，保留最大适应度的状态，逐步扫描每个单元格，生成新一代，直到适应度函数收敛，最终输出适应度最大的超表面编码模式。

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