一种星型耦合器及功率均匀分配方法与流程

技术特征：
1.一种星型耦合器，其特征在于，包括输入波导端、fpr区域和输出波导端，所述输出波导端包括多个输出波导，所述输入波导端与fpr区域的一端相连，所述fpr区域的另一端分别与所述多个输出波导相连，所述fpr区域为以所述输入波导端与所述fpr区域的耦合点为中心，以fpr区域长度为半径构成的扇形区域，所述fpr区域设置有若干规则形状单元格，根据预设成像算法和预设目标函数调整所述规则形状单元格的状态，使所述输出波导的功率均匀分布。2.根据权利要求1所述的星型耦合器，其特征在于，所述fpr区域长度公式为：r＝(narray*w
a
(narray
‑
1)*w
s
)/2θ
max
，其中，(narray*w
a
(narray
‑
1)*w
s
)为输出波导的排列总长度，r为fpr区域的长度，θ
max
为输入波导孔径张角且θ
max
＝1.5θ0，θ0为输入波导的衍射角，narray为输出波导的数目，w
a
为输出波导的宽度，w
s
为输出波导的间距。3.根据权利要求1所述的星型耦合器，其特征在于，所述多个输出波导中靠近所述fpr区域边缘的两个输出波导的宽度大于或等于其余输出波导，所述其余输出波导的宽度相同。4.根据权利要求1所述的星型耦合器，其特征在于，所述规则形状单元格包括两种状态，分别为：打孔状态和非打孔状态，其中，所述打孔状态为所述规则形状单元格正中心设置有圆孔。5.根据权利要求1所述的星型耦合器，其特征在于，所述规则形状单元格为正方形单元格。6.一种星型耦合器的功率均匀分配方法，其特征在于，包括：步骤(1)：设置输出波导和输入波导的宽度，并将所述输出波导按预设间距依次排列；步骤(2)：根据所述输入波导的发散角以及输出波导的排列总长度，计算fpr区域的长度；所述fpr区域为以所述输入波导端与所述fpr区域的耦合点为中心，以fpr区域长度为半径构成的扇形区域；步骤(3)：将fpr区域的一端与所述输入波导端相连，将fpr区域的另一端分别与所述多个输出波导相连；步骤(4)：扫描fpr区域与波导输入端耦合位置的宽度，得到总透射率；步骤(5)：根据所述总透射率将所述fpr区域依次划分为若干个规则形状单元格；步骤(6)：根据预设成像算法和预设目标函数来调整所述规则形状单元格的状态，使输出波导的功率均匀分布。7.根据权利要求6所述的星型耦合器的功率均匀分配方法，其特征在于，所述步骤(1)中的输出波导和输入波导的宽度均为0.5微米。8.根据权利要求6所述的星型耦合器的功率均匀分配方法，其特征在于，所述步骤(2)中根据所述输入波导的发散角以及输出波导的排列总长度，计算fpr区域的长度，公式为：r＝(narray*w
a
(narray
‑
1)*w
s
)/2θ
max
，其中，(narray*w
a
(narray
‑
1)*w
s
)为输出波导的排列总长度，r为fpr区域的长度，θ
max
为输入波导孔径张角且θ
max
＝1.5θ0，θ0为输入波导的发散角，narray为输出波导的数目，w
a
为输出波导的宽度，w
s
为输出波导的间距。9.根据权利要求6所述的星型耦合器的功率均匀分配方法，其特征在于，所述步骤(5)中的若干个规则形状单元格对称地分布在fpr区域。10.根据权利要求6所述的星型耦合器的功率均匀分配方法，其特征在于，所述步骤(6)
中的根据预设成像算法和预设目标函数来调整所述规则形状单元格的状态，具体为：根据dbs成像算法和预设目标函数扫描fpr区域中的第i个规则形状单元格，并计算第i个扫描的规则形状单元格的目标函数值，将第i个扫描的规则形状单元格的目标函数值与第i个扫描的规则形状单元格未改变状态时的目标函数值进行比较，若第i个扫描的规则形状单元格的目标函数值优于第i个扫描的规则形状单元格未改变状态时的目标函数值，则保留第i个扫描的规则形状单元格的状态，否则将第i个扫描的规则形状单元格恢复原状态，直至扫描完所有规则形状单元格。

技术总结
本发明涉及一种星型耦合器，包括输入波导端、FPR区域和输出波导端，所述输出波导端包括多个输出波导，所述输入波导端与FPR区域的一端相连，所述FPR区域的另一端分别与所述多个输出波导相连，所述FPR区域为以所述输入波导端与所述FPR区域的耦合点为中心，以FPR区域长度为半径构成的扇形区域，所述FPR区域设置有若干规则形状单元格，根据预设成像算法和预设目标函数调整所述规则形状单元格的状态，使所述输出波导的功率均匀分布；本发明还涉及一种星型耦合器的功率均匀分配方法，能够有效克服星型耦合器的输出功率分配不均匀的问题，并且计算量小且复杂度低。计算量小且复杂度低。计算量小且复杂度低。


技术研发人员：黄蕊 赵瑛璇 仇超 甘甫烷
受保护的技术使用者：中国科学院上海微系统与信息技术研究所
技术研发日：2021.04.15
技术公布日：2021/10/18