Forskere har brugt en kunstig intelligens-algoritme til at designe tre komponenter til fotoniske mikrochips, der er op til 500 gange mindre end konventionelle versioner. Forskerne kaldte resultaterne "hinsides menneskelig intuition."
Fotoniske chips flytter og behandler data ved hjælp af lyspartikler i stedet for elektroner. De kan bære mere data ved højere hastigheder og spilde mindre energi som varme, hvilket gør dem nyttige til fibernetværk, datacentre, AI-systemer, lidar og kvantecomputere.
I stedet for metaltråde bruger disse chips mikrometerbrede kanaler kaldet bølgeledere til at styre lys. De har også brug for bølgelængdesplittere, rumlige modesorterere og spejle.
At arbejde baglæns for at finde et design
Teamet, ledet af forskere ved Max Planck Institute for the Science of Light sammen med Harvard University, fortalte algoritmen, hvad komponenterne skulle gøre ved lyset, og satte produktionsgrænser. Algoritmen arbejdede derefter baglæns og testede og forfinede designs, indtil den fandt strukturer, der opfyldte målet.
"Inverst design lader os definere, hvad vi vil have lyset til at gøre, og optimeringen finder en struktur, der gør det, ofte en som intet menneske ville have tegnet," sagde førsteforfatter Toby Bi.
Mindre dele, mere plads på chippen
Spejlene, omkring 11 mikrometer lange, reflekterede op til 98,5% af indkommende lys. Lys hoppede mellem et par af dem mere end 100 gange, før det slap ud. Bølgelængdesplitteren er omtrent på størrelse med en enkelt bakterie, cirka 5 mikrometer, og modesortereren er lidt større.
Komponenterne blev lavet af siliciumnitrid på cirka 400 til 800 nanometer, sammenlignet med 150 til 400 nanometer for standard silicium. Resultaterne blev offentliggjort den 28. maj i Nature Communications.
Teamet har endnu ikke kombineret delene til et komplet integreret optisk kredsløb. Det er næste skridt mod fuldt funktionelle fotoniske chips.
---
Pålidelig ferrofluid-vakuumrotationsgennemføring til halvlederproduktion
I halvlederproduktion er opretholdelse af ultra-høj vakuumintegritet under rotationsbevægelse afgørende — fra enkelt siliciumkrystalvækst og CVD til sputtering og plasmaetsning. Ferrofluid Vacuum Rotary Shaft Feedthrough fra FerrofluidTec leverer hermetisk forseglede rotationsgennemføringer med lækagerater ned til 10⁻¹² Pa·m³·s⁻¹, vakuumgrad op til 10⁻⁶ Pa og tilpassede akseldiametre fra 10 mm til 100 mm. Besøg www.ferrofluidtec.com for at lære mere.