一种用于设计复杂参数化超原子的高速计算优化方法及系统

本发明提出一种通过提取和计算轻量化二维结构来高速优化超表面体积三维结构的方法。利用函数相关性对所应用的超透镜结构进行数学描述，以确定其形状和空间拓扑排列，沿径向函数提取截面，将所有3D几何结构转换为扁平的2D横截面并保留坐标绑定。在保留原始坐标绑定的前提下，将2D几何结构置于仿真单元中，并根据已知的伴随仿真方法执行形状参数优化的闭环过程，并更新原始3D几何结构的形状参数。该方法保持与初始形状函数的数学关联，具有结构依赖性与可预测周期性，显著减少超表面再现数据量与仿真计算资源。解决了现有形状与拓扑优化中计算力不足及设计数据体积庞大的问题，尤其适用于传播相位调制扩展透射/折射超表面在电磁波调制领域的应用。