[發(fā)明專利]一種基于外觀輪廓調(diào)控的片上光子器件的設(shè)計(jì)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011109468.6
• 申請(qǐng)日: 2020-10-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112329209A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐科;盛建誠(chéng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F30/25;G06N3/00
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡吉科

1.一種基于外觀輪廓調(diào)控的片上光子器件的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，其包括：

步驟S1，確定待設(shè)計(jì)片上光子器件的功能、設(shè)計(jì)目標(biāo)以及外觀輪廓的待設(shè)計(jì)區(qū)域；

步驟S2，在待設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)初始的外觀輪廓曲線上離散地取N個(gè)點(diǎn)，記為L(zhǎng)₁-L_N；

步驟S3，使用插值法對(duì)L₁-L_N進(jìn)行插值，還原待設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)初始的外觀輪廓曲線，并且用插值還原的外觀輪廓曲線取代待設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)初始的外觀輪廓曲線；

步驟S4，使用全局優(yōu)化算法對(duì)L₁-L_N的位置進(jìn)行迭代搜索，并且實(shí)時(shí)監(jiān)控其最優(yōu)解所對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)因子的值；

步驟S5，當(dāng)步驟S4中最優(yōu)解所對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)因子的值在前后兩次更新迭代中的差值小于設(shè)定閾值時(shí)，停止全局優(yōu)化算法并記錄此時(shí)搜索到的最優(yōu)解；

步驟S6，在邊緣輪廓滿足物理制備條件的限度內(nèi)，對(duì)步驟S5搜索到的最優(yōu)解的L₁-L_N中每個(gè)點(diǎn)的位置進(jìn)行依次的改變，每一次改變后驗(yàn)證器件的功能數(shù)值，若改變后器件的功能數(shù)值更加接近設(shè)計(jì)目標(biāo)，則保留相應(yīng)的改變，若遠(yuǎn)離，則舍棄相應(yīng)的改變；重復(fù)上述對(duì)于L₁-L_N的改變，直至器件的功能數(shù)值達(dá)到步驟S1中的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于外觀輪廓調(diào)控的片上光子器件的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：步驟S6中，所述改變?yōu)橐宰钚〔介L(zhǎng)為基礎(chǔ)的步進(jìn)改變。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于外觀輪廓調(diào)控的片上光子器件的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：步驟S6中，采用仿真軟件驗(yàn)證器件的功能數(shù)值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于外觀輪廓調(diào)控的片上光子器件的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：步驟S2中，若待設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)的外觀輪廓曲線有多段，則根據(jù)每一段的長(zhǎng)度來(lái)確定每一段上的取點(diǎn)個(gè)數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于外觀輪廓調(diào)控的片上光子器件的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：步驟S3中，若待設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)的外觀輪廓曲線有多段，則根據(jù)每一段上所取的點(diǎn)分別使用插值法來(lái)還原每一段外觀輪廓曲線。

6.根據(jù)權(quán)利要求1～5任意一項(xiàng)所述的基于外觀輪廓調(diào)控的片上光子器件的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述器件的制作材料為絕緣體上硅、III-V族材料或者聚合物。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于外觀輪廓調(diào)控的片上光子器件的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：步驟S2中，點(diǎn)L₁-L_N在X軸方向上等間距。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于外觀輪廓調(diào)控的片上光子器件的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述片上光子器件包括一輸入端和兩個(gè)輸出端，所述評(píng)價(jià)因子為abs(mean(trans1)-goal1)+abs(mean(trans2)-goal2)，其中，trans1和trans2指的是每個(gè)粒子所對(duì)應(yīng)的器件在上下兩個(gè)輸出端口處的實(shí)際透射率，goal1和goal2指的是所有粒子所對(duì)應(yīng)的器件在上下兩個(gè)端口處的目標(biāo)透射率。