矽光子模態轉換器：用基因式演算法尋找設計

矽光子晶片要在有限空間內傳送更多資料，需要讓不同光學模態有效轉換。模態轉換器的結構參數彼此牽動，逐一手動調整既耗時，也不容易兼顧效率與製程限制。我的碩士研究以基因式演算法搜尋設計參數，再以光學模擬檢驗結果。

從問題到方法

研究比較週期性之字形、一體式之字形與正弦波形等結構，讓演算法探索波導幾何與模態轉換表現之間的關係。這個過程結合 Python 程式與光學模擬，將「提出結構、模擬、評估、再調整」變成可重複執行的流程。

公開成果

• 2021 年 OPTIC 口頭發表： 提出以基因式演算法設計之字形超表面模態轉換器。主辦單位的議程與摘要記錄了題名、作者與成果；目前沒有公開的獨立投稿全文可連結。
• 2023 年碩士論文：《基於基因式演算法矽光子元件設計》整理了模態轉換器與分光器的設計及模擬。
• 2023 年期刊論文： 第一作者發表於 Photonics 的研究全文，探討一體式之字形與正弦波結構。論文報告兩種設計在 C 波段維持超過 86% 的傳輸率，模態轉換長度也比傳統週期性之字形設計縮短超過 60%。

這個研究讓我把演算法開發、光學原理與量測可行性放在同一個設計流程裡，也成為後續從事光通訊與測試工程的基礎。