摘要 - 本文提出了一种基于密度的拓扑处理方案,用于局部优化由损失的分散材料制成的纳米结构中的电力耗散。我们使用复杂偶联的杆子(CCPR)模型,该模型可以准确地对任何线性材料的分散剂进行建模,而无需将它们限制为特定的材料类别。基于CCPR模型,我们在任意分散介质中引入了对电力耗散的时间域度量。CCPR模型通过辅助微分方程(ADE)合并到时域中的麦克斯韦方程中,我们制定了基于梯度的拓扑优化问题,以优化在宽频谱上的耗散。为了估计目标函数梯度,我们使用伴随字段方法,并将伴随系统的离散化和集成到有限差分时间域(FDTD)框架中。使用拓扑优化球形纳米颗粒的示例,由金和硅制成,在可见的 - 粉状谱光谱范围内具有增强的吸收效率。在这种情况下,给出了与基于密度的方法相关的等离子材料拓扑优化的拓扑挑战的详细分析。我们的方法在分散媒体中提供了有效的宽带优化功率耗散的优化。
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