基于逆设计的新型垂直耦合器

针对光栅垂直耦合器耦合效率低,仿真耗时长的问题,搭建了具有多层异质结构的逆设计仿真平台。将以逆设计功能为导向的思想及高性能计算的优势相结合,只需构建初始结构和设定目标功能,即可利用凸优化算法设计具有复杂多层异质结构的微纳光子器件。基于此平台,设计并实现了高性能垂直耦合器。此外,利用Al反射镜可极大地提高该垂直耦合器的耦合效率。仿真结果表明,该新型垂直耦合器在1550 nm处的耦合效率为88.42%(没有加Al反射镜时,耦合效率为32.45%),3 dB带宽为103 nm(1500~1603 nm)且具有良好的带宽特性和低损耗特性。