[发明专利]表面等离激元波导系统的结构参数确定方法及设备

说明书

本发明实施例提供的一种表面等离激元波导系统的结构参数确定方法及设备，通过获得表面等离激元波导系统的结构类型。基于该结构类型，获得针对该结构类型的表面等离激元波导系统的目标电磁响应数据，其中，目标电磁响应数据用于表明所述表面等离激元波导系统的目标器件性能，将目标电磁响应数据输入预先训练好的与该结构类型对应的反向计算模型，得到与该结构类型对应的目标结构参数。与该结构类型对应的反向计算模型为：预先使用设定的与该结构类型对应的多个样本结构参数以及分别与每个样本结构参数一一对应的多个样本电磁响应数据进行训练得到的神经网络模型。与需要多次人工参与的目标结构参数确定方式相比，提高了目标结构参数的确定效率。

技术领域

本发明涉及光子器件技术领域，特别是涉及一种表面等离激元波导系统的结构参数确定方法及设备。

背景技术

SPPs(Surface Plasmon Polaritons，表面等离激元)波导系统是能够激发和传输SPPs的纳米量级光子器件，例如纳米量级的光开关、调制器、逻辑门、传感器等光子器件。SPPs波导系统可以利用SPPs所具有的在金属表面区域以自由电子和光子的相互作用形成电磁振荡的特性，打破光的衍射极限、进行亚波长甚至纳米尺寸的光操控，从而实现低损耗、长距离的光数据传输，同时，以纳米量级的尺寸适应片上集成，以实现高传输速率的光数据传输。

实际应用中，不同的SPPs波导系统可以具有不同的结构类型。例如，图1(a)和图1(b)所展示的两种不同结构的SPPs波导系统。图1(a)所示的结构包含有构成该结构的部位：谐振腔0。图1(b)所示的结构不包含部位：谐振腔0。对于任一结构的SPPs波导系统，可以根据该结构的SPPs波导系统的电磁响应数据，例如：透射谱、场分布等衡量SPPs波导系统的器件性能，确定该结构的SPPs波导系统激发和传输SPPs的能力。针对该结构的SPPs波导系统，结构参数，例如：构成该结构的各部位的尺寸等是决定该结构的SPPs波导系统的电磁响应数据的重要因素。因此，在制作某一结构的SPPs波导系统前，需要考虑如何获取能够达到目标电磁响应数据的该结构的目标结构参数，以根据目标结构参数制作具有目标器件性能的该结构的SPPs波导系统。

为了获取上述能够达到目标电磁响应数据的某一结构的目标结构参数，通常会针对该结构，利用设定的结构参数仿真得到仿真结果，判断仿真结果是否符合目标电磁响应数据。如果不符合，则根据得到的仿真结果，人工计算需要调整的结构参数，再用调整后的结构参数，进行仿真得到新的仿真结果，并返回判断仿真结果是否符合目标电磁响应数据的步骤。如此循环直到获得符合目标电磁响应数据的结构参数。但是，仿真过程中结构参数需要人工计算调整，且多次仿真和多次人工调整使得确定目标结构参数的过程复杂，效率较低。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种表面等离激元波导系统的结构参数确定方法及设备，以实现在不需要多次人工参与的基础上，提高结构参数的确定效率。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种表面等离激元波导系统的结构参数确定方法，该方法包括：

获得表面等离激元波导系统的结构类型；

基于该结构类型，获得针对该结构类型的表面等离激元波导系统的目标电磁响应数据；其中，目标电磁响应数据用于表明所述表面等离激元波导系统的目标器件性能；

将目标电磁响应数据输入预先训练好的与该结构类型对应的反向计算模型，得到与该结构类型对应的目标结构参数；

其中，与该结构类型对应的反向计算模型为：预先使用设定的与该结构类型对应的多个样本结构参数以及分别与每个样本结构参数一一对应的多个样本电磁响应数据进行训练得到的神经网络模型。

第二方面，本发明实施例提供了一种基于神经网络的表面等离激元波导系统的结构参数确定装置，该装置包括：