Experimental demonstration of robust nanophotonic devices optimized by topological inverse design with energy constraint
Notice bibliographique
Résumé
In this paper, we present the experimental results for integrated photonic devices optimized with an energy-constrained inverse design method. When this constraint is applied, optimizations are directed to solutions that contain the optical field inside the waveguide core medium, leading to more robust designs with relatively larger minimum feature size. We optimize three components: a mode converter (MC), a 1310 nm/1550 nm wavelength duplexer, and a three-channel C-band wavelength demultiplexer for coarse wavelength division multiplexing (CWDM) application with 50 nm channel spacing. The energy constraint leads to nearly binarized structures without applying independent binarization stage. It also reduces the appearance of small features. In the MC, well-binarized design, improved insertion loss, and cross talk are obtained as a result. Furthermore, the proposed constraint improves the robustness to fabrication imperfections as shown in the duplexer design. With energy constraint optimization, the corresponding spectrum shifts for the duplexer under ± 10 nm dimensional variations are reduced from 105 nm to 55 nm and from 72 nm to 60 nm for the 1310 nm and 1550 nm channel, respectively. In the CWDM demultiplexer, robustness toward ± 10 nm fabrication error is improved by a factor of 2. The introduction of the energy constraint into topological optimization demonstrates computational gain with better-performing designs.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».