⚡AI设计光子芯片,体积缩小500倍
马克斯・普朗克光科学研究所联合哈佛大学,在《Nature Communications》发表成果,利用AI 逆向设计算法,在氮化硅光子平台实现三款核心器件:波长分束器、空间模式分选器、片上反射镜,器件尺寸较传统人工设计缩小 500 倍,部分器件仅数微米级别,可与细菌尺寸相当。
传统光子芯片依靠工程师手工迭代优化结构,受人类设计直觉约束;逆向设计先给定目标光学性能与制造工艺约束,算法自主迭代搜索最优纳米结构。器件采用 400‑800 nm 厚氮化硅制备,反射镜光反射率最高达 98.5%,光损耗低。
光子芯片以光子传输信号,具备高速、大带宽、低发热优势,面向通信、数据中心、激光雷达、量子计算。本研究器件可兼容现有流片工艺,但当前仅完成分立器件验证,尚未集成为完整光路,下一步将搭建完整集成光子系统,进一步提升芯片集成密度,解锁更多新功能。
📄文献信息
论文:Inverse‑designed silicon nitride nanophotonics
期刊:Nature Communications
作者:Bi T. 等
DOI:10.1038/s41467‑026‑73390‑9
图片:光子微芯片的大小与一美分硬币相仿。这张特写照片展示了计算机设计的纳米结构、波长分束器、模式分选器和反射镜,而左侧的插图则展示了如何将这些组件集成到光子电路中。 Bi / MPL)
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