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申请/专利权人：桂林电子科技大学;南宁桂电电子科技研究院有限公司

摘要：本发明公开一种基于逆向设计思想的紧凑型光子器件设计方法，包括：设定待优化区域的大小及输入、输出波导；构建待优化空间的初始结构，并将待优化空间划分为若干个像素点；建立一个用于评估器件目标性能的FOM函数；按顺序选择像素点并计算初始结构的FOM函数值，接着改变所选像素点状态再次计算FOM函数值；经过两轮迭代计算获得的FOM变化小于1×10‑6则判断为陷入停滞状态；随后算法进入第二阶段，随机选取像素点，根据像素点状态进行随机平移并计算FOM函数值直至达到设定的迭代次数，停止优化。本发明仅通过计算FOM函数进行器件优化，无需额外计算其他参数量。此外，本发明通过引入随机平移，使算法全局搜索能力大大加强，更有利于构建超小型光子器件并提高性能，有利于在集成光路中的应用。

主权项：1.一种基于逆向设计算法思想的紧凑型光子器件设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：设置待优化空间的尺寸及输入、输出波导的尺寸，选取波导的材料类型，将待优化空间划分为形成若干个像素点，每个像素点由空气材料或波导材料构成；S2：构建优化空间的初始结构，初始结构中所有像素点都是由空气材料或波导材料组成的单一结构，或者是与目标性能一致的已知集成光子器件结构；S3：基于电磁场仿真方法，建立用于评估集成光子器件目标性能的FOM函数，FOM函数的值越大说明目标性能指标越好；S4：按顺序选取像素点，并利用FOM函数计算初始光子器件结构的函数值FOM，将计算得到的FOM按顺序存入数组FOM_sum中；S5：改变S4中所选像素点状态，计算得到函数值FOMnow，若FOMnowFOM，则保留更改后的像素点状态，否则撤销更改并重新执行步骤S4；S6：优化空间内所有像素点遍历完成后，将数组FOM_sum中第一个FOM和最后一个FOM做差值计算，若计算结果小于1×10-6，则执行步骤S7，否则进入第二次迭代，重新执行步骤S4；S7：随机选取像素点，如果像素点状态为“1”，则对其进行随机平移，随后计算FOMnew函数值，若FOMnew相对于上次的FOM有所改善，则保留对像素点的更改；S8:若达到二阶段迭代次数，则优化停止，得到最终的设计结构，否则执行步骤S7。

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