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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：本发明公开了一种基于逆向设计的4×2全光编码器的设计方法，其特点是包括设计4×2全光编码器的初始结构从左到右依次为三个输入波导IN1‑IN3、一个正方形形待优化区域、一个输入波导IN0和两个输出波导O0和O1，并将待优化区域划分为20×20个像素点，每个像素点的初始状态由初始的01矩阵决定；改变像素点状态，然后利用三维时域有限差分法对编码器进行模拟，获取各个输出端口的透过率，并计算目标函数FOM的值；最后对在待优化区域上的400个像素点进行迭代计算，直至达到迭代次数或者ΔFOM小于1×10‑6，即设计出所需的4×2全光编码器的步骤，优点是设计的产品具有尺寸小、对比度高、工作宽带大。

主权项：1.一种基于逆向设计的4×2全光编码器的设计方法，其特征在于包括以下步骤：1设计4×2全光编码器的初始结构从左到右依次为三个输入波导IN1-IN3、一个正方形待优化区域、一个输入波导IN0和两个输出波导O0和O1；2建立二维坐标系，在步骤1所诉的正方形待优化区域内划分20×20个像素点，每个像素点大小一致，像素点中间圆形，改变像素点状态实际为改变中间圆形的材料；3定义目标函数FOM，计算公式如下：FOM＝D0010+C0100+1-3×|C1000-0.5|+3×|D1000-0.5|-x1x＝1.5×|C1000-D1000|-C0010+D0100-|C0010-D0010|2其中，C和D分别代表输出端口O0和输出端口O1；D0010代表输入为“0010”时，输出端口O1的透过率，理想值为1；C0100代表输入为“0100”时，输出端口O0的透过率，理想值为1；C1000和D1000代表输入为“1000”时，输出端口O0和输出端口O1的透过率，理想值都为0.5；其余状态分别对应下标的输入状态，理想值都为0。4按顺序选择像素点，并改变其状态，然后计算目标函数FOM的值，并将计算得到的FOM值依照选取顺序存储在数组中；5通过不断调整像素点的状态，达到对带优化区域进行优化，具体为在Lumerical软件自带的脚本功能中进行编程，利用步骤3计算公式对像素点在待优化区域的状态进行迭代计算，直至所有像素点状态改变后的ΔFOM小于1×10-6或达到迭代次数，即设计出所需的4×2全光编码器。

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