逆向设计的硅基片上功率分束器

硅基片上功率分束器是光子集成电路的重要组成,具有广泛的应用,比如反馈电路、抽头功率监测和光学量化等。纳米光子器件的设计方法大致可以分为正向设计方法和逆向设计方法。本文概述了正向设计方法和逆向设计方法的区别与联系,并且对逆向设计算法进行了归纳分类,此外,总结了近年来具有代表性的逆向设计的硅基片上功率分束器,包括多通道功率分束器、任意分束比功率分束器、多模式功率分束器、宽带功率分束器和多功能功率分束器,最后对逆向设计算法以及逆向设计的功率分束器的发展趋势进行了总结与展望。

封闭/半封闭空间内气流组织设计理论基础与方法

暖通空调(heating,ventilation,and air conditioning,HVAC)系统是目前营造健康、舒适封闭/半封闭空间环境的重要手段,但现有HVAC系统不仅能耗高,而且容易引起人体健康问题,比如病态建筑综合征、建筑相关疾病、传染性疾病交叉感染等.上述现象进一步说明由HVAC系统末端形成的室内气流组织(基于传统方法)仍不够完美,存在一定的盲区与不足.为了解决传统HVAC系统末端在设计与使用过程中存在的问题,逆向设计方法应运而生.与传统方法区别最大的是,逆向设计方法可以在每个设计循环确定最优的方向向量,而传统设计方法只能不断试错.为进一步阐明两类方法的差异并促使逆向设计方法不断改进,本文首先阐述了室内环境营造所面临/需要解决的科学问题;其次,对气流组织设计方法的分类及其基本原理进行了详细介绍;然后,通过真实的案例结果展示了两类方法的设计效果.虽然逆向设计方法在室内环境营造领域已取得了较大的进展,但目前的逆向设计方法仍需要理论推演、程序开发和数值求解等过程,在一定程度上阻碍了其推广应用.最后,本文讨论了室内环境营造领域未来可能的发展方向.比如,随着人因工程学、逆向设计方法、数字化设计方法、智能控制等领域的快速发展,室内环境设计与营造将趋向于多样化、智能化、智慧化.