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龍圖騰網獲悉北京理工大學申請的專利基于液晶的可調模式轉換器及其優化方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN116047754B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-19發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202310061791.8，技術領域涉及：G02B27/00；該發明授權基于液晶的可調模式轉換器及其優化方法是由蘇照賢;周泓印;黃玲玲;王涌天設計研發完成，并于2023-01-16向國家知識產權局提交的專利申請。

本基于液晶的可調模式轉換器及其優化方法在說明書摘要公布了：本發明公開的一種基于液晶的可調模式轉換器的優化方法，屬于集成光學，光學通信領域。本發明所述優化方法，通過構建基于液晶的可調模式轉換器優化模型，利用伴隨算法，主要基于計算得到的目標函數對參數空間的梯度定向更新結構達到更快的收斂速度，使用邏輯判斷在保證器件目標功能滿足預設性能要求的前提下，盡量減小計算資源消耗以提升生成器件的效率。本發明優化得到基于液晶的可調模式轉換器，通過可調模式轉換器將從輸入波導引入的基模光轉換為多個高階模式光，主要用于光通信鏈路中不同通道數據的交換，也能夠用于片上多通道傳感芯片配合智能算法進行數據靈活處理，與模式解復用器結合實現對多路信號的上傳和下載。

本發明授權基于液晶的可調模式轉換器及其優化方法在權利要求書中公布了：1.一種基于液晶的可調模式轉換器的優化方法，其特征在于：包括以下步驟： 步驟1：構建基于液晶的可調模式轉換器模型，所述基于液晶的可調模式轉換器由晶圓刻蝕形成，刻蝕后的晶圓包括波導、模式轉換區域；在晶圓上劃分模式轉換區域，模式轉換區域的長度為L0、寬度為W0；超參數根據晶圓刻蝕工藝和計算資源的限制預先設定，所述超參數包括長度L0、寬度W0、高度H0和模式轉換區域的最小特征尺寸；可調模式轉換器高度為晶圓器件層的高度；模式轉換區域在立體空間被平均分劃成n*m個單元長方體，單個單元長方體材料狀態分為可調材料或者晶圓器件層；通過設定模式轉換區域的長度、寬度和單元長方體的尺寸確定單元長方體的數量n*m；單元長方體的高度等于可調模式轉換器的高度；單元長方體結構參數使用密度ρ表示，密度ρ值在0-1之間，其中：0代表該單元長方體為可調材料、1代表器件層材料、中間值為無效；所述0代表的單元長方體填充在晶圓上模式轉換區域刻蝕掉的單元長方體空間；由器件層單元長方體和可調材料單元長方體形成模式轉換區域陣列作為可調模式轉換器； 步驟2：對單元長方體結構參數進行約束和處理；使用高斯模糊算法過濾密度分布ρ中的高頻信息，即微小的長方體或者孔洞、尖銳的角，加入高斯模糊處理降低器件加工難度并且增加了器件的魯棒性；使用二值化映射將處于中間值的參數判斷為可調材料或者器件層，消除單元長方體結構參數在迭代中產生無法制作的無效參數；對密度進行開運算直接抹除微小的長方體，對密度進行閉運算填平微小的孔洞； 步驟3：可調材料選用液晶材料；可調器件通過控制液晶指向矢的角度實現相對介電常數的調控；液晶的雙折射率越大獲得的器件平均品質因數FOM越大； 步驟4：以器件平均品質因數FOM最大為優化目標，以亥姆霍茲方程為約束條件，構建基于液晶的可調模式轉換器的模型優化問題；利用伴隨算法，基于前向仿真、后向仿真求解得到的電場分布數據獲得目標函數對結構參數的梯度，利用梯度定向更新結構參數達到更快的收斂速度，添加邏輯判斷； 步驟5：梯度數據處理與結構參數的更新；步驟4得到梯度后，使用ADAM優化器處理梯度數據，并進行參數更新，使器件收斂到局部最優解，得到優化后的可調模式轉換器結構參數，即實現對基于液晶的可調模式轉換器優化； 步驟6：根據步驟5優化得到可調模式轉換器結構參數，在晶圓刻蝕形成可調模式轉換器，并在晶圓上刻蝕波導、光柵耦合器；使用液晶對器件的模式轉換區域及輸入輸出波導填充液晶，進而完成液晶盒的制作；得到品質因數滿足預設使用性能要求的可調模式轉換器。

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