在硅基集成芯片中，针对不同的应用需要不同宽度的波导。而不同宽度的波导之间需要进行模斑转换以实现高效的连接耦合，传统的方案是用一个足够长度的线性taper结构来实现高效率的模斑转换。但是这种方案有一个缺点就是taper的长度需要很长，这对器件的集成是十分不利的。
　　对此，武汉光电国家实验室张新亮教授课题组成员开展了超短低损耗的模斑转换器的研究。他们利用分段逐步优化的方法，将一个线性taper初始结构先分成10段，然后依次对每段的宽度进行优化，直至前后两次优化提高的损耗小于1%。然后再在此基础上，将结构进一步分成20段，依次对每段宽度进行优化。优化完成后，再进一步分成40段进行优化，最后在12um和0.5um宽的波导之间，实现了一个长度仅为20um损耗只有0.62dB的模斑转换器。而要实现相同的性能，传统的线性taper长度需要150um以上。
　　该研究成果发表在OSA期刊《Optics Letters》(Vol. 39, Issue 21, pp. 6273-6276 (2014))上。
　　该研究工作得到了国家重点基础研究计划973项目(No. 2011CB301704), 国家自然科学基金杰出青年基金(No. 61125501)，国家自然科学基金 (Nos. 61275072, 61475050) ，新世纪优秀人才支持计划(NCET-13-0240)和华为技术有限公司的支持。

　　　　　　　　　（1）器件ＳＥＭ图

　　　　　　　　　　（2）实验结果