基于学习生成流形实现内置 DRC 合规的纳米光子学设计
光学
2026-02-04 v1 应用物理
计算物理
摘要
逆向设计已实现超紧凑且高性能的纳米光子组件的系统化设计。然而，在逆向设计过程中强制执行foundry设计规则仍是主要挑战，因为优化后的器件常常违反最小特征尺寸和间距限制。现有制造受限方法通常依赖惩罚项、投影滤波器或启发式二值化计划，这些方法限制了可达设计空间，需 extensive hyperparameter 调整，常常无法在整个优化轨迹中保证合规性。本文引入一种框架，通过对设计空间进行生成式重参数化，将优化限制在DRC合规几何构型的学习流形中，以实现纳米光子学逆向设计的内在合规性。我们通过设计代表性硅光子组件来验证这一范式，包括覆盖1500-1600 nm波段的宽带功分器、光谱复用器和模式转换器，分别适用于电子束光刻和光刻制程。无论何种器件，基于流形的公式在计算成本上比基于像素的表示降低了5倍以上，同时确保整个设计过程中均为制造兼容的几何构型。通过将制造约束视为设计表示的基本属性而非外部惩罚，本工作为广泛适用、平台无关且内在 DRC 合规的纳米光子学奠定了直接路径。
引用
@article{arxiv.2602.03142,
title = {Intrinsically DRC-Compliant Nanophotonic Design via Learned Generative Manifolds},
author = {Bahrem Serhat Danis and Demet Baldan Desdemir and Enes Akcakoca and Zeynep Ipek Yanmaz and Gulzade Polat and Ahmet Onur Dasdemir and Aytug Aydogan and Abdullah Magden and Emir Salih Magden},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.03142},
year = {2026}
}