AI驱动光子芯片塑造宽带光实现智能光学
- 研究人员使用光子芯片和AI算法配置宽带光源特性。
- 技术将通过自我优化方法助力各种智能光学系统发展。
日常生活中我们使用多依赖混沌动力学大量参数的复杂系统。光子学中许多系统属此类,含用于计量、激光科学、生物医学成像的先进光源。
为改进此类技术有效控制光特性,需不断推进光子方法极限。过去几年全球科学家致力生成超连续谱——光脉冲在散射、色散、非线性综合效应下传播产生的宽带谱。
超短强激光脉冲发展(获2018诺贝尔物理学奖)与空间限制引导光传播技术结合,催生极强光学架构。
加拿大国家科学研究院 (INRS) 研究团队近期成功生成操控强超短脉冲模式产生超连续谱。利用集成光子结构创建可重构飞秒光脉冲串。
究竟用什么生成超连续谱?
本工作演示多种可受控操控超短脉冲模式。利用集成光子系统提供稳定性、紧凑性、亚纳米分辨率创建飞秒光脉冲。
参考:Nature Communications | doi:10.1038/s41467-018-07141-w | INRS
指数级扩展参数空间,产生超10³⁶种可能脉冲模式组合。面对比宇宙行星总数更大组合数,团队用机器学习方法分析光操控结果。
间隔1皮秒脉冲 | 来源:Benjamin Wetzel
配合适当AI算法,研究人员优化不同脉冲模式实现所需超连续谱结果。测量光谱输出应用遗传算法修改集成脉冲分割器配置,增强非线性光纤传播动力学朝特定超连续谱准则演化,如增加特定波长光谱强度。
应用
技术使研究人员实验获得比单脉冲激发同功率下7倍超连续谱谱密度。有潜力提供超连续谱生成完整时间控制。卓越成果将影响各领域应用研究。
延伸阅读:现有激光技术足以吸引2万光年外外星人
特别是将助力通过自我优化方法开发其他智能光学结构,含脉冲放大、自调节激光、光频梳、光子神经网络等基础AI方法。
工业技术
- 光纤:技术、生产与未来
- 可见光通信 (Li-Fi) 实验:Arduino 实现 LED 无线数据传输
- Arduino 电容式触控开关:一枚硬币点亮 LED 的极简 DIY
- 光数据通信:利用光实现高带宽、无干扰传输
- 通用光调制器:精准控制物质的突破性激光架构
- 科学家利用钙钛矿纳米晶超晶格实现可控超荧光
- 科学家开发光学悬浮推进技术:纳米图案实现宏观物体光压驱动
- 光学传感器:基础、类型与实用应用
- 显微镜分光光度计:微尺度样品精准UV-Vis-NIR光谱分析利器
- 多路复用光学天线利用轨道角动量实现超高速通信
- 分子束外延生长n型GeBi薄膜:晶向控制与红外/太赫兹光学性能
- 铋掺杂氮化硼纳米片:理论与实验揭示增强的电子与光学性能