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光子晶体微腔能将光限制在亚波长体积内，为实现低功耗光子学、光电子学、非线性光学和量子信息处理等应用提供了强大的光-物质相互作用。这类应用要求微腔同时具备高Q值、小模体积和高耦合效率特性，但多重指标的协同优化需要探索庞大的设计空间，这推动了逆向设计策略的应用。此前的逆向设计研究主要追求高Q值和小模体积，却牺牲了耦合效率或无法精确控制远场辐射方向图。该研究团队提出了一种逆向设计框架，可同时对微腔Q值和远场数值孔径（均设定为设计目标）进行优化。利用该方法，研究人员在可见光波段设计了具有不同远场数值孔径的L3型光子晶体微腔，并采用氮化硅材料实现制备。光致发光测量证实了远场数值孔径的可控性，相较于标准L3微腔，新型结构实现了28倍的耦合效率提升和3.9倍的Q值提升。无序性分析进一步表明，设计方案在纳米级制备缺陷下仍能保持优异性能。该工作展示了一种多功能逆向设计框架，通过光子晶体微腔的多目标优化实现高Q值和高耦合效率的协同突破。