通过反向设计集成化设备
Julian L Pita Ruiz1, Narges Dalvand2, Michaël Ménard2
1Department of Electrical Engineering, École de Technologie Supérieure (ÉTS), Montreal, QC, Canada. julian-leonel.pita-ruiz@etsmtl.ca.
Nature communications
|October 21, 2025
概括
反向设计使化光子设备紧,克服了低折射率对比度限制. 这一突破使得用于先进数据传输和量子应用的更小,更高效的组件成为可能.
科学领域:
- 光子学 是一个光子学.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 集成光学 集成光学 集成光学
背景情况:
- 化光子提供了整合潜力,但面临着低折射率对比度的挑战,限制了设备的小型化.
- 现有的化设备通常需要比基于的同行更大的足迹.
研究的目的:
- 为了证明反向设计的有效性,以创建紧而高效的自由形式化光子设备.
- 为了对反向设计的化元件的设计能力,制造可重复性和强度进行基准测试.
主要方法:
- 利用反向设计创建了三个自由形式的化设备:一个粗波长分割多重复合器,一个五模式模式分割多重复合器和一个极化束分割器.
- 系统地评估了这些反向设计的设备的性能和制造特性.
主要成果:
- 与传统设计相比,设备足迹减少了多达1200倍.
- 保持了高达160nm的相对较大的最小特征尺寸,证明了设计的稳定性.
- 展示了反向设计的化设备可以与基于的设备的紧性竞争.
结论:
- 反向设计成功地克服了化光子学中低折射率对比度的局限性,从而实现了高度紧的设备.
- 这些发现为化光子学中的高密度集成铺平了道路.
- 反向设计方法适用于各种化厚度和潜在的其他低和中指数对比平台,支持多维数据传输和量子应用.


