【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学半导体器件，特别是涉及一种基于逆向设计算法的热光移相器。
技术介绍
1、热光移相器(thermo-optic phase shifter)是一种利用光的热光效应来调制光的相位的装置。通过在光波导中引入电热元件，可以使光的折射率发生变化，从而改变光波的相位。这种装置通常用于光通信系统中的调制器件或光学传感器中的相位调节器件。基于tin的热光移相器因其紧凑的尺寸、快速的响应时间以及易于集成的特点，可广泛应用于光纤通信、量子信息处理等领域，并作为重要元件大大提升了现代光通信和光学系统的灵活性和可靠性。如何精确设计tin薄膜的相关参数以提高热光效应的效率和稳定性，是优化基于tin热光移相器光学性能的关键。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于逆向设计算法的热光移相器，能够精确设计tin薄膜的相关参数，提高热光移相器的性能。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于逆向设计算法的热光移相器，包括从下到上依次生成的衬底、埋氧层和覆盖层，所述覆盖层内设有芯层波导和加热器，所述芯层波导置于所述埋氧层上且与所述埋氧层相接，所述加热器包括位于所述芯层波导上方且与所述芯层波导平行的长方体热源，所述长方体热源的两端分别连接有金属电极；所述长方体热源的参数是通过逆向设计算法来优化获得的。
3、进一步的，所述长方体热源为在所述芯层波导上方沉积的tin薄膜。
4、进一步的，所述tin薄膜的参数包括薄膜宽度、薄膜高度
5、进一步的，所述逆向设计算法为增强型粒子群优化算法。
6、进一步的，所述增强型粒子群优化算法包括：
7、s0设定粒子位置为所述tin薄膜的参数，粒子速度为每一次算法迭代时所述tin薄膜的参数变化量；
8、s1初始化全部粒子的粒子位置和粒子速度；
9、s2计算每个粒子在当前所述粒子位置的品质因子，并更新个体最优品质因子和全局最优品质因子；
10、s3更新所有粒子的所述粒子位置、所述粒子速度、以及惯性系数；
11、s4判断是否达到迭代次数，如果达到则输出当前所述粒子位置作为所述tin薄膜的参数，否则返回步骤s2；
12、s5判断达到迭代次数后获得的所述全局最优品质因子的最小值是否大于预设阈值，如果大于则返回步骤s1。
13、进一步的，所述芯层波导为硅波导。
14、进一步的，所述覆盖层为sio2。
15、有益效果
16、由于采用了上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本专利技术利用逆向设计算法来设计优化热光移相器中tin薄膜的相关参数，实现了收敛速度和避免局部最优之间的平衡，能够精确设计tin薄膜的相关参数，进而提高了热光效应的效率和稳定性，提高了热光移相器的性能。
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1.一种基于逆向设计算法的热光移相器，其特征在于，包括从下到上依次生成的衬底、埋氧层和覆盖层，所述覆盖层内设有芯层波导和加热器，所述芯层波导置于所述埋氧层上且与所述埋氧层相接，所述加热器包括位于所述芯层波导上方且与所述芯层波导平行的长方体热源，所述长方体热源的两端分别连接有金属电极；所述长方体热源的参数是通过逆向设计算法来优化获得的。
2.根据权利要求1所述的热光移相器，其特征在于，所述长方体热源为在所述芯层波导上方沉积的TiN薄膜。
3.根据权利要求2所述的热光移相器，其特征在于，所述TiN薄膜的参数包括薄膜宽度、薄膜高度、薄膜长度、以及与所述芯层波导的垂直距离和水平距离。
4.根据权利要求3所述的热光移相器，其特征在于，所述逆向设计算法为增强型粒子群优化算法。
5.根据权利要求4所述的热光移相器，其特征在于，所述增强型粒子群优化算法包括：
6.根据权利要求1所述的热光移相器，其特征在于，所述芯层波导为硅波导。
7.根据权利要求1所述的热光移相器，其特征在于，所述覆盖层为SiO2。
【技术特征摘要】
1.一种基于逆向设计算法的热光移相器，其特征在于，包括从下到上依次生成的衬底、埋氧层和覆盖层，所述覆盖层内设有芯层波导和加热器，所述芯层波导置于所述埋氧层上且与所述埋氧层相接，所述加热器包括位于所述芯层波导上方且与所述芯层波导平行的长方体热源，所述长方体热源的两端分别连接有金属电极；所述长方体热源的参数是通过逆向设计算法来优化获得的。
2.根据权利要求1所述的热光移相器，其特征在于，所述长方体热源为在所述芯层波导上方沉积的tin薄膜。
3.根据权利要求2所...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘翔，甘甫烷，盛振，赵瑛璇，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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