无源硅光子学的加速逆向设计
光学
2025-05-07 v1
摘要
我们提出了一种精确的可微参数化方案，用于集成硅光子学无源组件的拓扑优化和逆向设计。我们展示了从控制变量到在 Yee 网格上离散化的有效各向异性介电张量的变换链中的大多数操作，都可以用广义卷积表示，并能在 GPU 加速器上高效计算。结合最近的开源 GPU FDTD 代码和具有最终设计可制造性动态控制的自定义梯度下降优化器，它形成了一个快速的逆向设计工具，能够在数分钟/数小时内（而非数天）生成可靠的硅光子组件布局。最终的设计虽然并非全局最优，但通常在物理上是有意义的，因为它们反映了场本身倾向于以最有效的方式通过器件传播。
引用
@article{arxiv.2505.03352,
title = {Accelerated inverse design of passive Si Photonics},
author = {Anton Sofronov and Dina Yakovleva and Alexander Yakubovich},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.03352},
year = {2025}
}