[发明专利]一种基于遗传优化的集成光子带通滤波器的设计方法

权利要求书

1.一种基于遗传优化的可集成光子带通滤波器的设计方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、利用物理场仿真软件的模式分析模块，采用等效折射率的方法将三维模型等效为二维模型；

步骤2、基于二维模型选定器件整体的形状和结构单元的形状，用等距网格划分器件的整体区域，得到n × m个结构单元；

其中，n × m个结构单元，具体为：将整个器件的中心置于直角坐标系的原点，在器件内部作n - 1条与横轴平行的等距线，把器件整体沿横向分割为等高的n份；再把器件沿纵向分割为等宽的m份，即生成n × m个网格，每个网格称为一个结构单元；

步骤3、在步骤2中划分的所有网格中取顶点全部处于器件内部的结构单元作为二维模型优化前的结构；

其中，结构单元尺寸参数取可变范围的最小值；

步骤4、对步骤3输出的二维模型优化前的结构进行遗传优化操作，得到最佳结构单元，具体为：用遗传优化方法调整一个结构单元的大小及位置，用物理场仿真软件得到对应二维模型的量化带通效果，同时在器件参数和量化带通效果之间建立一一映射；将器件参数作为基因，量化带通效果作为表现，模拟生物进化的过程进行迭代，使用遗传优化方法根据表现的好坏决定对应基因的去留；迭代进化直至达到理想效果：

其中，遗传优化操作，遵循如下准则：

1）优化过程中每个结构单元边长不小于50 nm；

2）每个结构单元不能越过步骤2划分好的网格，以防止与相邻的结构单元发生交叠；

3）用通频带的归一化透过率作为信号，过滤波段的归一化透过率作为噪声，信号与噪声的差值即为量化带通效果；

步骤5、基于步骤4输出的最佳结构单元确定带通滤波器的结构。

2.根据权利要求1所述的一种基于遗传优化的可集成光子带通滤波器的设计方法，其特征在于：步骤1中，物理场仿真软件为COMSOL Multiphysics软件。

3.根据权利要求1所述的一种基于遗传优化的可集成光子带通滤波器的设计方法，其特征在于：步骤2中，器件整体的形状是凸多边形。