PRISM：面向可制造光子逆设计的光子学信息逆光刻

近期的光子逆设计进展表明，能够自动合成紧凑、高性能的光子组件，超越传统手工设计结构，为可扩展且功能丰富的光子硬件提供了可行路径。然而，逆设计光子集成电路的实际部署受制于可制造性：其不规则、亚波长几何形状对制造偏差极其敏感，导致性能显著恶化、良率低下，以及模拟最优与实际制造性能之间持续的差距。不同于电子器件，光子器件缺乏系统、灵活的光罩优化流程。光子组件的制造偏差会导致大幅光学响应漂移，并在级联电路中导致叠加误差，而校准制造模型成本高昂且需要专业知识，常需多次制造周期，而大多数设计师无法轻易获得。为填补这一差距，我们引入PRISM——一种光子学信息驱动的逆光刻工作流程，使光子光罩优化数据高效、可靠且光子学信息驱动。PRISM(1)综合紧凑、有信息量的校准图案以最小化所需制造数据，(2)训练基于物理的可微分制造模型，实现梯度优化，(3)执行光子学信息驱动的逆光罩优化，优先考虑几何匹配之外的性能关键特征。针对多种逆设计组件及基于电子束光刻和深紫外光刻的工艺，PRISM显著提升了后制造性能和良率，同时减少了校准面积和周转时间，使可规模、高良率的逆设计光子硬件成为可能且民主化。