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龙图腾网获悉宁波大学申请的专利一种基于逆向设计的片上模式转换器的设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115576100B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-16发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210755979.8，技术领域涉及：G02B27/00；该发明授权一种基于逆向设计的片上模式转换器的设计方法是由田野;杨子荣;廖俊鹏;金庆辉;张晓伟设计研发完成，并于2022-06-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于逆向设计的片上模式转换器的设计方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于逆向设计的片上模式转换器的设计方法，特点是包括设计片上模式转换器的初始结构从左到右依次为一个输入波导、一个多边形设计区域和一个输出波导并在设计区域上边界、下边界或上下边界分别插入若干个离散优化点x的步骤；利用三维时域有限差分法对模式转换器进行第一次正向传输模拟和第二次伴随模拟仿真，相应获取初始电场和伴随电场，算优化点的品质因数变化值△FOM的步骤；最后利用计算公式对若干个边缘优化点在y轴上的位置进行迭代计算，直至ΔFOM小于1×10‑5，即设计出所需的片上模式转换器的步骤，优点是耗时短、设计效率高且设计的产品具有尺寸小、损耗低、工作宽带大和转换效率高。

本发明授权一种基于逆向设计的片上模式转换器的设计方法在权利要求书中公布了：1.一种基于逆向设计的片上模式转换器的设计方法，其特征在于包括以下步骤： 1设计片上模式转换器的初始结构从左到右依次为一个输入波导、一个用于模式转换的多边形设计区域和一个输出波导； 2建立平面坐标系，在步骤1所述的多边形设计区域上边界或者下边界或者上下边界插入若干个离散优化点x，通过调节优化点x在y轴方向上的位置对模式转换器进行边缘优化； 3将光源从输入波导正向传输到输出波导，利用三维时域有限差分法对模式转换器进行第一次正向传输模拟，获取设计区域中优化点处的初始电场切向分量E||x和初始电位移矢量的法向分量D⊥x； 4将输入波导上的光源放在输出波导截面上，逆向辐射至优化点，利用三维时域有限差分法进行第二次伴随模拟仿真，获取设计区域中优化点处的伴随电场的切向分量和伴随电位移矢量的法向分量 5计算优化点x的品质因数变化值△FOM，计算公式如下： 其中，Δxnx为第n个优化点在y轴方向上的位置变化量，εsi为硅材料的介电常数，为二氧化硅材料的介电常数，E||x为初始电场的切向分量，D⊥x为初始电位移矢量的法向分量，为伴随电场的切向分量，为伴随电位移矢量的法向分量，dA是对初始设计区域的边界进行积分； 6通过不断地调整优化点x在y轴方向上的位置来对模式转换器进行边缘形状优化，具体为在Python编程语言中，利用步骤5计算公式对插入的优化点x在y轴上的位置进行迭代计算，直至所有插入的离散优化点的ΔFOM小于1×10-5，即设计出所需的片上模式转换器。

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