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龙图腾网获悉北京大学申请的专利一种片上交叉光波导的设计方法及片上交叉光波导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：CN120386086B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-02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：202510484601.2，技术领域涉及：G02B27/00；该发明授权一种片上交叉光波导的设计方法及片上交叉光波导是由闫秋辰;马睿设计研发完成，并于2025-04-17向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种片上交叉光波导的设计方法及片上交叉光波导在说明书摘要公布了：本发明涉及集成光子学技术领域，特别涉及一种片上交叉光波导的设计方法及片上交叉光波导。该方法包括：将两根直波导交叉，形成交叉角度小于90度的交叉光波导；对交叉光波导的交叉区域进行初步设计，使交叉区域的初始结构参数小于4微米乘4微米；采用粒子群优化算法，对交叉区域的初始结构参数进行优化，以改变交叉区域内的材料折射率分布，获取交叉光波导的光透过率最大且交叉区域的结构满足上下左右对称结构时交叉区域内的材料折射率分布，并将对应的交叉区域的结构参数作为交叉区域的目标结构参数；以目标结构参数再次设计交叉光波导的交叉区域，以解决交叉光波导占用面积较大、小角度交叉设计复杂以及三维加工难度大的问题。

本发明授权一种片上交叉光波导的设计方法及片上交叉光波导在权利要求书中公布了：1.一种片上交叉光波导的设计方法，其特征在于，所述方法包括： 将两根直波导交叉，形成交叉角度小于90度的交叉光波导； 对交叉光波导的交叉区域进行初步设计，使交叉区域的初始结构参数小于4微米乘4微米； 采用粒子群优化算法，对交叉区域的初始结构参数进行优化，以改变交叉区域内的材料折射率分布，获取交叉光波导的光透过率最大且交叉区域的结构满足上下左右对称结构时交叉区域内的材料折射率分布，并将对应的交叉区域的结构参数作为交叉区域的目标结构参数； 以目标结构参数再次设计交叉光波导的交叉区域； 所述粒子群优化算法的目标函数以交叉光波导的光透过率最大为目标建立得到； 所述目标结构参数通过以下步骤获得： S1、初始化粒子群：在初步设计的交叉区域内，随机生成若干个初始粒子，每个粒子代表一种可能的材料折射分布，每种材料折射分布对应一个结构参数； S2、计算光透过率：计算每种材料折射分布下交叉波导的光透过率，并根据目标函数评估优化度； S3、更新粒子速度和位置：使每个粒子根据自身的局部最优解以及整个粒子群的全局最优解进行位置调整，以朝向最优解收敛； S4、迭代优化：重复步骤S2和S3，直到满足收敛条件，得到最优解，收敛条件为透过率达到预设百分比或迭代次数达到预设次数； S5、根据最优解获取目标结构参数； 所述以目标结构参数再次设计交叉光波导的交叉区域，包括： 将目标结构参数的交叉区域内纳米级的特征区域替换为矩形单元，并将矩形单元的长度固定为2微米，使宽度在20纳米~30纳米范围内变化； 其中，纳米级的特征区域为交叉区域内线宽小于10纳米的区域，交叉区域的初始结构参数为2微米乘2微米，目标结构参数为2微米×1.45微米。

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