Inverse design of a photonic moiré lattice waveguide towards improved slow light performances

慢光 带宽(计算) 波导管 光学 光子学 计算机科学 反向 光子晶体 计算 格子(音乐) 均方误差 光电子学 材料科学 物理 算法 数学 电信 统计 声学 几何学
作者
Ibrahim Nasidi,Ran Hao,SangZhong Jin,Er‐Ping Li
出处
期刊:Applied Optics [Optica Publishing Group]
卷期号:62 (10): 2651-2651 被引量:1
标识
DOI:10.1364/ao.485059
摘要

Slow light waveguides in photonic crystals are engineered using a conventional method or a deep learning (DL) method, which is data-intensive and suffers from data inconsistency, and both methods result in overlong computation time with low efficiency. In this paper, we overcome these problems by inversely optimizing the dispersion band of a photonic moiré lattice waveguide using automatic differentiation (AD). The AD framework allows the creation of a definite target band to which a selected band is optimized, and a mean square error (MSE) as an objective function between the selected and the target bands is used to efficiently compute gradients using the autograd backend of the AD library. Using a limited-memory Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno minimizer algorithm, the optimization converges to the target band, with the lowest MSE value of 9.844×10-7, and a waveguide that produces the exact target band is obtained. The optimized structure supports a slow light mode with a group index of 35.3, a bandwidth of 110 nm, and a normalized-delay-bandwidth-product of 0.805, which is a 140.9% and 178.9% significant improvement if compared to conventional and DL optimization methods, respectively. The waveguide could be utilized in slow light devices for buffering.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
1秒前
sagitar的应助被害羞的败采纳,获得20
1秒前
科研通AI6.4的应助被chuhan采纳,获得10
2秒前
2秒前
abb发布了新的文献求助10
2秒前
彭于晏的应助被stanfordlee采纳,获得50
2秒前
傅英俊完成签到,获得积分10
2秒前
娜比小新完成签到 ,获得积分10
3秒前
风趣青荷发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
whiter完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
在水一方的应助被jiangmax采纳,获得10
5秒前
黑大帅发布了新的文献求助10
5秒前
yyychenn完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
团子发布了新的文献求助10
7秒前
sss发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
Ee发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
杜sda完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
大个的应助被Dai采纳,获得10
11秒前
Dqq发布了新的文献求助20
12秒前
张星星发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
huashiyuhangyuan完成签到,获得积分10
14秒前
团子完成签到,获得积分20
15秒前
15秒前
无极微光的应助被小泥点子采纳,获得20
15秒前
赘婿的应助被小墨采纳,获得30
15秒前
kun发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
16秒前
Anne完成签到,获得积分10
16秒前
开心完成签到,获得积分10
16秒前
Orange_z5完成签到,获得积分10
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea De Guyane 2000
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Organizational Behavior 510
Critical Bildung: Hegel and the Logic of Diremption 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8035962
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9472342
关于积分的说明 21257983
捐赠科研通 7605734
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3389996
关于科研通互助平台的介绍 2521961
邀请新用户注册赠送积分活动 2427304