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公开(公告)号：CN114429081B
公开(公告)日：2024-11-19
申请号：CN202210017518.0
申请日：2022-01-07
Applicant: 中国地质大学(武汉)
IPC: G06F30/27 , G06F119/02
Abstract: 本发明设计了一种基于智能算法的高Q值的硅基光子晶体纳米束微腔，首先，制备包含随机生成的光子晶体纳米束微腔的初始Q值的数据集。随后，用该数据集训练含有一个隐藏层的神经网络，其输入为中心孔的间距和六对梯度孔间距等参数，其输出为log10Q，得到一个训练好后的神经网络，用来预测不同结构参数对应的微腔Q值。之后，将神经网络的输出作为遗传算法的适应度函数，对结构进行优化，得到最优的谐振腔。本发明针对在优化Q值时难以同时优化多个参数的问题，实现了目前最高Q值的硅基光子晶体纳米束微腔，具有品质因子高和模式体积小、尺寸小、制备简单等优势，在低功率信号处理、光学激光器、高性能滤波和传感等领域有着广泛的应用。
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公开(公告)号：CN118706188A
公开(公告)日：2024-09-27
申请号：CN202410994550.3
申请日：2024-07-24
Applicant: 中国地质大学(武汉)
IPC: G01D21/02
Abstract: 本发明提供一种一维光子晶体跑道微环的温度折射率双参量传感器，包括：总线波导和一维光子晶体跑道微环，其中，所述总线波导呈直线型设于所述一维光子晶体跑道微环的一侧，所述总线波导与所述一维光子晶体跑道微环耦合；所述一维光子晶体跑道微环包括包括跑道结构，所述跑道结构与所述总线波导之间形成光子禁带。本发明利用慢光效应，在一维光子晶体跑道微环的光子禁带边缘产生自由光谱范围不等的谐振峰，由于温度对有效折射率的影响与待测物质对有效折射率的影响会体现在不同的谐振峰上，因此，通过记录此处各谐振峰位置的相对变化，即可计算出待测物质的温度与折射率信息，提高了检测效率和检测精度。
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公开(公告)号：CN118534580A
公开(公告)日：2024-08-23
申请号：CN202410686191.5
申请日：2024-05-30
Applicant: 中国地质大学(武汉)
IPC: G02B6/122
Abstract: 本发明提供的一种基于六边形晶格的拓扑彩虹器件及其设计方法，所述彩虹器件包括长方形器件主体、分布在器件主体下方的长方形光源输入波导，其中：器件主体及光源输入波导均以硅为材质，并以二氧化硅作为衬底；器件主体内部分布有8×43的六边形晶格，每个晶格刻蚀有12个等大的空气孔，并将前四排的部分晶格斜向上均匀渐变平移一个晶格的大小；光源输入波导，用于导入入射光源到器件主体内部。同时，本发明创新性地设计了六边形圆孔结构，使得光波限制范围有了极大的提升，可将1470nm‑1800nm的光均匀分布于渐变晶格位置处。
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公开(公告)号：CN116299858B
公开(公告)日：2024-06-28
申请号：CN202310298664.X
申请日：2023-03-22
Applicant: 中国地质大学(武汉)
Abstract: 本发明公开了一种硅基模斑转换器的逆向设计方法及硅基模斑转换器，属于集成光子器件技术领域。所述逆向设计方法包括：将器件待优化区域均匀等分为一定大小的像素单元；在像素单元的中心刻蚀不同半径大小的空气柱，以改变设计区域的拓扑结构；定义品质因数描述设计器件性能的优劣；设计梯度逆向设计算法计算每个像素单元的刻蚀孔径的梯度信息，根据梯度信息更新每个像素单元的刻蚀孔径；算法不断迭代更新直至收敛。此设计算法也可以应用于其他硅基器件的制造，提高设计效率；并首次提出梯度逆向设计方法应用于设计模斑转换器，实现了尺寸仅为12μm×2.4μm的硅基模斑转换器，具有尺寸小、高集成度、制备简单等优势。
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公开(公告)号：CN115356851B
公开(公告)日：2024-06-28
申请号：CN202211024473.6
申请日：2022-08-25
Applicant: 中国地质大学(武汉)
Abstract: 本发明提供一种基于椭圆孔的高Q值硅基光子晶体环形腔优化方法，包括以下步骤：S1、选定完好的二维三角晶格光子晶体，并获取晶格周期和空气孔半径；S2、在光子晶体内按正六边形的形状去除若干个初始空气孔以形成环形腔；S3、以环形腔中心处为基准建立直角坐标系，并获取环形腔内部和外部各初始空气孔的位移；S4、对位于环形腔内边沿拐角处的各初始空气孔进行椭圆化处理以形成椭圆孔；S5、对剩余的各初始空气孔的孔径和位移进行逐一扫描优化处理，以使每一初始空气孔优化后的孔径和位移对所述环形腔的Q值影响均是最高的。本发明方法步骤简单，能够得到较高Q值的环形腔。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116962916A
公开(公告)日：2023-10-27
申请号：CN202310943005.7
申请日：2023-07-28
Applicant: 中国地质大学(武汉)
IPC: H04Q11/00
Abstract: 本申请实施例提供的一种基于逆向算法的可调谐光波长路由器，所述路由器包括正方形器件主体、分布在器件主体一侧的长方形光源导入端口、分布在器件主体另一侧的长方形上光源导出端口和长方形下光源导出端口，其中：器件主体被二氧化硅覆盖，且内部均匀分布有多个区块；各区块的中心区域刻蚀有二氧化硅柱，各二氧化硅柱的刻蚀半径、以及模拟器件的加热情况基于遗传算法优化确定；光源导入端口，用于导入入射光源到器件主体内部；上光源导出端口能够在器件不加热的情况下，从入射光源中分离、并导出相应波长的光信号，且，下光源导出端口能够在器件加热的情况下，从入射光源中分离、并导出相应波长的光信号，从而实现可调谐的功能。
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公开(公告)号：CN116908961A
公开(公告)日：2023-10-20
申请号：CN202310923720.4
申请日：2023-07-24
Applicant: 中国地质大学(武汉)
IPC: G02B6/122
Abstract: 本发明提供一种悬浮槽锯齿形一维光子晶体，应用于折射率传感器，包括条形波导，条形波导的两侧面均刻蚀有锯齿形的侧晶格，条形波导包括第一反射区、渐变区和第二反射区，第一反射区和第二反射区内等间距刻蚀有多个圆柱形的第一晶格；渐变区内沿着其光路方向间隔刻蚀有多个圆柱形的第二晶格，所有第二晶格相对一竖直平面对称设置，且沿着远离该竖直平面方向第二晶格的刻蚀周期逐渐增大、第二晶格的直径逐渐增大；相邻两第一晶格之间、以及相邻两第二晶格之间均刻蚀有狭缝。本发明的有益效果：更好的将光限制在器件内部，光和待测物质充分接触，间接增加光和待测物质的接触面积，极大地增强了光与待测物质的相互作用，有利于提升器件传感灵敏度。
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公开(公告)号：CN114543873B
公开(公告)日：2023-08-04
申请号：CN202210026049.9
申请日：2022-01-11
Applicant: 中国地质大学(武汉)
Abstract: 本发明涉及一种基于游标效应的片上折射率与温度双参量传感器，包括两个跑道型亚波长光栅波导微环(传感微环)和一个跑道型普通微环(参考微环)。由单个亚波长光栅传感微环和一个参考微环组成的级联双环折射率传感器，提高了单个微环结构折射率传感器的灵敏度，并且利用游标效应有效地将折射率微小的变化转换为较大的谐振峰偏移量。本发明的折射率传感器将同等折射率变化引起的微环谐振峰偏移量放大了10倍以上，实现了折射率传感灵敏度7061nm/RIU。在级联双环结构基础上，本发明设计了由双传感环和一个参考环构成的基于游标效应的双参量传感器，首次实现了高灵敏度的折射率和温度双参量同时测量，且可以同时大幅度地提高折射率和温度传感的灵敏度。
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公开(公告)号：CN116299858A
公开(公告)日：2023-06-23
申请号：CN202310298664.X
申请日：2023-03-22
Applicant: 中国地质大学(武汉)
Abstract: 本发明公开了一种硅基模斑转换器的逆向设计方法及硅基模斑转换器，属于集成光子器件技术领域。所述逆向设计方法包括：将器件待优化区域均匀等分为一定大小的像素单元；在像素单元的中心刻蚀不同半径大小的空气柱，以改变设计区域的拓扑结构；定义品质因数描述设计器件性能的优劣；设计梯度逆向设计算法计算每个像素单元的刻蚀孔径的梯度信息，根据梯度信息更新每个像素单元的刻蚀孔径；算法不断迭代更新直至收敛。此设计算法也可以应用于其他硅基器件的制造，提高设计效率；并首次提出梯度逆向设计方法应用于设计模斑转换器，实现了尺寸仅为12μm×2.4μm的硅基模斑转换器，具有尺寸小、高集成度、制备简单等优势。
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公开(公告)号：CN114469025A
公开(公告)日：2022-05-13
申请号：CN202111631545.9
申请日：2021-12-28
Applicant: 中国地质大学(武汉)
IPC: A61B5/0205 , A61B5/05 , A61B5/00 , G06K9/62
Abstract: 本发明公开一种用于FMCW雷达的多目标呼吸和心跳信号检测方法，包括以下步骤：对雷达中频信号，按照帧周期构建矩阵R(m,n)，对R(m,n)中每帧数据分别进行FFT，得到时间距离矩阵D(p,n)；对D(p,n)的前N1列数据利用恒虚警率进行检测，得到多个目标的潜在距离；利用K‑means算法对N1列中的多个目标潜在距离聚类，得到K个目标的粗略距离，并确定K个目标距离范围；对于D(p,n)中每一列数据，在K个距离范围内搜索峰值，得到K个目标距离值，并计算K个目标位置的相位；对N列数据中K个目标相位进行解绕和差分，进行滤波分离，得到K个目标的呼吸和心跳信号。本发明可克服杂波影响，快速得到多个目标的粗略位置；改善呼吸和心跳信号的检测精度，适用于复杂环境下多目标生命体征的检测。
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