[发明专利]一种光子器件优化的方法、装置、存储介质及电子设备

说明书

本说明书公开了一种光子器件优化的方法、装置、存储介质及电子设备。首先，初始化待优化区域中的各传导单元对应的相对介电常数。其次，对待优化区域进行光学仿真，根据待优化区域对应的仿真结果，得到各传导单元对应的更新后相对介电常数。而后，确定更新后相对介电常数位于设定相对介电常数范围内的待优化传导单元，若确定待优化传导单元的数量大于设定数量阈值，根据待优化传导单元对应的更新后相对介电常数，确定待优化传导单元对应的原始材料。然后，确定待优化区域在替换原始材料后的目标性能指标。最后，以最大化目标性能指标为优化目标，对光子器件进行优化。本方法可以降低光子器件优化过程中的计算量，提高优化效率。

技术领域

本说明书涉及计算机技术领域，尤其涉及一种光子器件优化的方法、装置、存储介质及电子设备。

背景技术

近年来，逆向设计法在光子器件设计领域得到了广泛应用。不同于传统的基于物理直觉的光子器件设计方法，逆向设计法将整个设计空间分割成大量可优化的传导单元，以预先设定的性能指标为目标，通过暴力算法(动态二进制搜索算法(Dynamic Binarysearch，DBS)、启发式算法等)获取设计空间的最优结构解。

但是，对光子器件进行优化时，暴力算法的计算量较大且优化效率较低。

因此，如何能够降低光子器件优化过程中的计算量，提高优化效率，则是一个亟待解决的问题。

发明内容

本说明书提供一种光子器件优化的方法、装置、存储介质及电子设备，以部分的解决现有技术存在的上述问题。

本说明书采用下述技术方案：

本说明书提供了一种光子器件优化的方法，包括：

确定光子器件的待优化区域，所述待优化区域由各传导单元排列组成；

初始化所述待优化区域中的各传导单元对应的相对介电常数；

对所述待优化区域进行光学仿真，得到所述待优化区域对应的仿真结果，并根据所述待优化区域对应的仿真结果，更新各传导单元对应的相对介电常数，得到各传导单元对应的更新后相对介电常数；

确定所述更新后相对介电常数位于设定相对介电常数范围内的传导单元，作为待优化传导单元；

若确定所述待优化传导单元的数量大于设定数量阈值，根据所述待优化传导单元对应的更新后相对介电常数，确定所述待优化传导单元对应的原始材料；

针对每个待优化传导单元，在光学仿真过程中，对该待优化传导单元对应的原始材料进行模拟替换，确定所述待优化区域在模拟替换该待优化传导单元对应的原始材料后的性能指标，作为目标性能指标；

以最大化所述目标性能指标为优化目标，对所述光子器件进行优化。

可选地，对所述待优化区域进行光学仿真，得到所述待优化区域对应的仿真结果，并根据所述待优化区域对应的仿真结果，更新各传导单元对应的相对介电常数，得到各传导单元对应的更新后相对介电常数，具体包括：

对所述待优化区域进行正向仿真，得到各传导单元对应的正向光场以及所述待优化区域对应的性能指标，并对所述待优化区域进行伴随仿真，得到各传导单元对应的伴随光场；

针对每个传导单元，根据该传导单元对应的正向光场以及该传导单元对应的伴随光场，确定该传导单元对应的梯度；

若确定所述待优化区域对应的性能指标不满足设定条件，则根据各传导单元对应的梯度，更新各传导单元对应的相对介电常数，确定各传导单元对应的更新后相对介电常数。

可选地，所述传导单元由各仿真网格组成；

对所述待优化区域进行正向仿真，得到各传导单元对应的正向光场，并对所述待优化区域进行伴随仿真，得到各传导单元对应的伴随光场，具体包括：