功分器设计方法、功分器及装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116009248A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202310124875.1(22)申请日2023.02.07(71)申请人中国科学院半导体研究所地址100083北京市海淀区清华东路甲35号(72)发明人程闯杨林(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021专利代理师孙蕾(51)Int.Cl.G02B27/00(2006.01)权利要求书2页说明书13页附图5页(54)发明名称功分器设计方法、功分器及装置(57)摘要本公开提供了一种功分器设计方法、功分器及装置，可以应用于光纤通信技术领域。该方法包括：响应于针对目标功分器的设计请求，获取目标功分器的分光比信息；根据目标功分器的分光比信息，得到与目标功分器对应的单频响应光谱；根据单频响应光谱的高斯分布和第一预设噪声信息，得到宽频的目标响应光谱，其中，目标响应光谱表征用于设计目标功分器的输出光谱；利用第一神经网络模型，根据目标响应光谱，输出与目标响应光谱对应的目标拓扑结构向量；根据目标拓扑结构向量，设计得到目标功分器。CN116009248ACN116009248A权利要求书1/2页1.一种功分器设计方法，包括：响应于针对目标功分器的设计请求，获取所述目标功分器的分光比信息；根据所述目标功分器的分光比信息，得到与所述目标功分器对应的单频响应光谱；根据所述单频响应光谱的高斯分布和第一预设噪声信息，得到宽频的目标响应光谱，其中，所述目标响应光谱表征用于设计所述目标功分器的输出光谱；利用第一神经网络模型，根据所述目标响应光谱，输出与所述目标响应光谱对应的目标拓扑结构向量；根据所述目标拓扑结构向量，设计得到所述目标功分器。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述利用第一神经网络模型，根据所述目标响应光谱，输出与所述目标响应光谱对应的目标拓扑结构向量，包括：根据所述目标响应光谱，得到与所述目标响应光谱对应的光谱特征；将所述光谱特征输入所述第一神经网络模型，输出与所述光谱特征对应的所述目标拓扑结构向量。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：根据所述目标拓扑结构向量，通过仿真得到与所述目标拓扑结构向量对应的测试响应光谱；确定所述测试响应光谱与所述目标响应光谱的相似度，其中，所述相似度用于验证所述目标拓扑结构向量的准确性。4.根据权利要求3所述的方法，还包括：在所述相似度小于预设相似度阈值的情况下，调整所述第一神经网络模型中的参数，重新确定所述目标拓扑结构向量。5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述将所述光谱特征输入所述第一神经网络模型，输出与所述光谱特征对应的所述目标拓扑结构向量，包括：利用所述第一神经网络模型和线性整流函数，对所述光谱特征进行特征变换，得到所述目标拓扑结构向量，其中，所述线性整流函数表征所述第一神经网络模型的激活函数。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述目标拓扑结构向量中每个维度的取值表征所述目标功分器采用的材料，所述材料选自硅和二氧化硅。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一神经网络模型的训练过程，包括：随机生成多个拓扑结构向量；利用时域有限差分方法，根据所述多个拓扑结构向量，得到多个样本单频响应光谱；根据所述多个样本单频响应光谱的高斯分布和第二预设噪声信息，得到多个宽频的响应光谱；根据所述多个宽频的响应光谱，得到多个响应光谱样本；将所述多个响应光谱样本输入待训练的神经网络模型，得到经训练的所述第一神经网络模型。8.根据权利要求7所述的方法，还包括：根据所述多个拓扑结构向量，得到多个向量样本；将所述多个向量样本输入所述待训练的神经网络模型，得到经训练的第二神经网络模型。9.一种应用所述权利要求1～8中任一项所述的设计方法设计的功分器。2CN116009248A权利要求书2/2页10.一种功分器设计装置，包括：第一获取模块，用于响应于针对目标功分器的设计请求，获取所述目标功分器的分光比信息；第二获取模块，用于根据所述目标功分器的分光比信息，得到与所述目标功分器对应的单频响应光谱；第三获取模块，用于根据所述单频响应光谱的高斯分布和第一预设噪声信息，得到宽频的目标响应光谱，其中，所述目标响应光谱表征用于设计所述目标功分器的输出光谱；输出模块，用于利用第一神经网络模型，根据所述目标响应光谱，输出与所述目标响应光谱对应的目标拓扑结构向量；设计模块，用于根据所述目标拓扑结构向量，设计得到所述目标功分器。3CN116009248A说明书1/13页功分器设计方法、功分器及装置技术领域[0001]本公开涉及光纤通信技术领域，尤其涉及一种功分器设计方法、功分器及装置。背景技术[0002]光纤通信技术在通信系统中较为重要。由于设计方法与工艺精度的限制，光子学器件的种类和性能较难满足需求。