利用磁谐振增强磁场强度的机制不仅可以应用于光频段磁偶极子跃迁的研究,也可以用于提高无线充电系统的性能等,其在整个电磁波谱中均有较好的应用。相较于金属谐振结构的高损耗和高成本等缺点,基于全介质材料构成的磁谐振结构越来越多地应用于磁谐振调控的研究中。无论是金属结构或介质结构,考虑到实际样品在制备过程中会受到尺寸大小以及寄生无序现象的限制,采用理想周期结构实现磁谐振调控会相应受到一定的限制。与此同时,虽然无序效应已经被证明可用于调控电磁谐振,但是其通常被认为是一种负面效应。基于无序效应的复杂性,如何合理和高效地利用这些随机扰动特性对电磁谐振进行调控,这在实际研究中具有重要意义。因此,本文提出了一种基于模拟退火算法与解麦克斯韦方程组联合的无序结构优化设计方案,利用优化算法对有限尺寸的有序结构进行无序扰动,最终得到优化的无序全介质磁谐振结构。本文将围绕无序全介质磁谐振结构的优化设计开展以下工作:1、本文建立了适应实际制备工艺的无序结构模型。构建了基于随机分布函数以及坐标偏移的无序结构模型,并且通过数值仿真证明了这两种无序模型都可以实现磁谐振器并且能够提升其近场磁场的强度。该工作可以为无序结构的建模提供参考。2、提出了一种面向多优化变量且在计算时间与全局最优解取得折衷的无序器件优化方案。针对在实际研究过程中遇到的计算时间过长以及计算性能较低等问题,采用了一种保持恒温的模拟退火算法折衷方案。该方案在有限计算次数内更容易获取精准的解,同时可以有效应用于多维参数变量的无序结构器件设计中。3、对无序磁谐振器进行仿真优化以及微波实验验证。在本工作中,我们利用模拟退火算法优化得到了在极化方向上和传输方向上分别使得磁场幅度增强且磁场空间分布特性更加集中的无序谐振结构,并在微波频段下进行了实验验证。此外,我们还将该设计思想推广到光频段的谐振结构设计中。最后,我们对无序磁谐振器的鲁棒性进行了分析。本文结合优化算法在有序阵列中引入无序效应,验证了利用优化算法设计无序磁谐振器的可行性,有望给予无序效应实现电磁谐振的调控提供新的思路。