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龙图腾网获悉中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所申请的专利一种低重频的螺旋微腔结构及设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119620291B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-05发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411737665.0，技术领域涉及：G02B6/12；该发明授权一种低重频的螺旋微腔结构及设计方法是由韩艳晨;李维;李昱东设计研发完成，并于2024-11-29向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种低重频的螺旋微腔结构及设计方法在说明书摘要公布了：一种低重频的螺旋微腔结构及设计方法，属于硅基集成光子芯片领域。低重频的螺旋微腔结构包括第一螺旋弯曲波导、第二螺旋弯曲波导、内部连接弯曲波导、外部连接弯曲波导和总线波导。内部连接弯曲波导的各点曲率半径随长度变化均满足欧拉螺线方程，用于连接第一螺旋弯曲波导与第二螺旋弯曲波导的起始点。外部连接弯曲波导用于连接第一螺旋弯曲波导与第二螺旋弯曲波导的终点。第一螺旋弯曲波导、第二螺旋弯曲波导、内部连接弯曲波导、外部连接弯曲波导构成封闭的螺旋环型波导。总线波导中传输的光束耦合入螺旋环型波导。本发明还公开一种低重频的螺旋微腔结构的设计方法。本发明能够降低高阶模式串扰以及模式失配引起的损耗，提升芯片面积利用率。

本发明授权一种低重频的螺旋微腔结构及设计方法在权利要求书中公布了：1.一种低重频的螺旋微腔结构的设计方法，用于设计一种低重频的螺旋微腔结构，其特征在于：所述低重频的螺旋微腔结构包括第一螺旋弯曲波导1、第二螺旋弯曲波导2、内部连接弯曲波导3、外部连接弯曲波导4和总线波导5；第一螺旋弯曲波导1为曲率半径渐变的第一螺旋弯曲波导1，第二螺旋弯曲波导2为曲率半径渐变的第二螺旋弯曲波导2；内部连接弯曲波导3的各点曲率半径随长度变化均满足欧拉螺线方程，用于连接第一螺旋弯曲波导1与第二螺旋弯曲波导2的起始点；外部连接弯曲波导4用于连接第一螺旋弯曲波导1与第二螺旋弯曲波导2的终点；第一螺旋弯曲波导1、第二螺旋弯曲波导2、内部连接弯曲波导3、外部连接弯曲波导4构成封闭的螺旋环型波导；总线波导5用于传输泵浦激光发射光束，总线波导5中传输的光束耦合入螺旋环型波导； 所述设计方法包括如下步骤， 步骤一：确定螺旋微腔的波导参数和波导间距；所述第一螺旋弯曲波导1、第二螺旋弯曲波导2、内部连接弯曲波导3、外部连接弯曲波导4的波导宽度根据有限元方法对波导特性进行分析，结合集成色散Dint原理，计算螺旋微腔的色散曲线，确定螺旋微腔的波导参数，实现波导反常色散；利用时域有限差分方法对第一螺旋弯曲波导1、第二螺旋弯曲波导2的间距进行耦合仿真计算，确定波导间距； 步骤二：绘制第一螺旋弯曲波导1；根据所设计的波导参数和波导间距，利用阿基米德螺旋线公式，计算第一螺旋弯曲波导1的a1值和b1值，给出起始角度θ01和终止角度θE1，根据阿基米德螺旋线公式实现螺旋弯曲波导绘制；其中，a1为第一螺旋弯曲波导1在θ为0时的极径，b1为第一螺旋弯曲波导1每旋转1°时极径的变化量，θ01为旋转的起始角度，θE1为旋转的终止角度； 步骤三：绘制第二螺旋弯曲波导2；根据所设计的波导参数和波导间距，用阿基米德螺旋线公式，计算第二螺旋弯曲波导2的a2值和b2值，给出起始角度θ02和终止角度θE2，根据阿基米德螺旋线公式实现螺旋弯曲波导绘制；其中，a2为第二螺旋弯曲波导2在θ为0时的极径，b2为第二螺旋弯曲波导2每旋转1°时极径的变化量，θ02为旋转的起始角度，θE2为旋转的终止角度；且满足b2＝b1，θ02与θ01差值为180°的整倍数； 步骤四：绘制内部连接弯曲波导3；根据第一螺旋弯曲波导1和第二螺旋弯曲波导2的起始点坐标，结合阿基米德螺旋线曲率半径公式1-4计算该点处的曲率半径；内部连接波导由多条欧拉螺旋波导构成，各欧拉螺旋波导的连接处坐标位置相同，曲率半径相同； 阿基米德螺旋线曲率半径公式1-4 其中，a表示θ为0时的极径，b表示每旋转1°时极径的变化量，θ表示旋转过的总角度； 步骤五：绘制外部连接弯曲波导4；根据第一螺旋弯曲波导1和第二螺旋弯曲波导2的终止点坐标，结合阿基米德螺旋线曲率半径公式1-4计算该点处曲率半径，根据该曲率半径确定欧拉螺线参数；根据欧拉螺线终点位置曲率半径，确定圆弧半径和圆心角范围，并利用欧拉螺线存在曲率为0点的特点，实现欧拉螺旋波导与直波导的连接； 步骤六：计算内部连接波导、外部连接波导的长度； 步骤七：根据自由光谱范围公式计算所设计的重复频率的微腔有效长度；螺旋微腔的有效长度为：L＝L第一螺旋弯曲波导1+L第二螺旋弯曲波导2+L内部连接波导3+L外部连接波导4 步骤八：计算第一螺旋弯曲波导1和第二螺旋弯曲波导2的终止角度，重新绘制螺旋弯曲波导；由于起始角度没有改变，因此不影响内部连接波导的位置； 步骤九：根据重新绘制的螺旋弯曲波导，计算第一螺旋弯曲波导1和第二螺旋弯曲波导2的终止点曲率半径，并调整外部连接弯曲波导4连接第一螺旋弯曲波导1和第二螺旋弯曲波导2的连接点曲率半径和坐标；实现外部连接弯曲波导4的两端分别与第一螺旋弯曲波导1和第二螺旋弯曲波导2的终止点坐标位置相同，即得到低重复频率的螺旋微腔。

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