隨著包括5G通訊、物聯網在內的新型產業的興起，在實際應用中對于高速、低損耗的信息處理系統的需求與日俱增。傳統的電子器件受摩爾定律的限制，在儲存密度和運算速度的突破上均面臨瓶頸，并且進入“ 后摩爾時代”，電子器件不可無限制地進行集成。器件的尺寸越小，量子效應越明顯，集成的困難就越大。作為摩爾定律的延續，人們提出一種極具潛力的設計——光子芯片。相較于傳統的電子芯片，光子芯片的巨大優勢之一是光子之間無相互作用力，可以大大降低系統的功耗，增大信息傳輸的帶寬。因此，光子芯片可以在數據通信、高性能計算和傳感技術上有重要的應用。

帶通濾波器是一種信號前端處理器件，是光子芯片集成的重要元器件之一。它可以有效抑制不需要波段的信號，僅允許目標波段通過，這在信號處理領域具有廣泛的應用。然而，目前帶通濾波器在光子集成器件領域少見報道。傳統方法大多依賴經驗以及物理啟發進行結構設計和參數優化，需要耗費大量資源，器件的性能有局限性。相較于傳統的設計方法，利用算法設計納米光子學器件具有普適性和高效性。通過采用恰當的算法進行優化，可以有效提高設計效率，優化器件指標，避免出現局部最優的情況，找到性能最優的器件。

圖1.帶通濾波器掃描電鏡圖