波长解复用光栅耦合器的逆向设计与实现

纳米光子学已成为在芯片上操控光的强大工具。然而，当今几乎所有器件都是使用缓慢且低效的暴力搜索方法设计的，这在许多情况下导致器件性能受限。在本文中，我们完整展示了最近提出的逆向设计技术，其中用户以目标场的形式指定设计约束，而非介电常数分布；特别是我们利用该方法展示了一种新型解复用光栅。这种未使用传统技术开发的新颖光栅，可接收来自自由空间的垂直入射高斯光束，并将 O 波段 $(1300\mathrm{nm})$ 和 C 波段 $(1550\mathrm{nm})$ 光分离到不同的波导中。这一逆向设计理念简单，并可扩展至包括频率分束器、模式转换器和空间模式复用器在内的一类高度紧凑器件。