فوتونیک و هوش مصنوعی

هدف این جلسه ارائه یک نمای کلی از نحوه تلاقی هوش مصنوعی (AI) با فوتونیک از دو منظر متفاوت است:

(1) استفاده از هوش مصنوعی برای فوتونیک: استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی، یادگیری عمیق، یادگیری ماشین، الگوریتم‌های ژنتیک، استدلال خودکار، رویکردهای بیزی، داده‌های بزرگ، تکنیک‌های بهینه‌سازی پیشرفته برای طراحی معکوس، و سایر پارادایم‌های هوش مصنوعی برای اپتیک یکپارچه، نانوفوتونیک، از راه دور سنجش، طیف‌سنجی، میکروسکوپ، اپتیک کوانتومی، تصویربرداری محاسباتی، پروتکل‌های ارتباطی کوانتومی، واقعیت افزوده و مجازی، و سایر حوزه‌های فوتونیک.

(2) استفاده از فوتونیک برای هوش مصنوعی: استفاده از فناوری فوتونیک برای محاسبات هوش مصنوعی، مانند محاسبات نوری آنالوگ برای هوش مصنوعی، محاسبات مخزن، یادگیری ماشین کوانتومی فوتونیک، شتاب‌دهنده‌های سخت‌افزار فوتونی، محاسبات نورومورفیک، و شبکه‌های عصبی فوتونیک.

گروه آموزشی مهندس شکوفه ساتری

فوتونیک سیلیکون: فرامواد و حسگرهای پیشرفته

دستگاه های نوری-مکانیکی کریستال فوتونیک برای مدارهای نوری مجتمع

دستگاه‌های نوری فعال و غیرخطی اکسید تلوریوم که روی پلت‌فرم‌های فوتونیک سیلیکونی ادغام شده‌اند.

آینده نانولیزرهای متامتریال

پروفایل میدان الکتریکی سیگنال لیزر در قسمت های مختلف نانولیزر: (الف) لیزر جلو در موجبر سیلیکونی خروجی، (ب) مقطع X-Y میدان لیزر در امتداد نانولیزر، و (ج) متقاطع X-Z -بخش میدان لیزری در داخل موجبر فراماده.

آینده برای نانولیزرهای متامتریال روشن به نظر می رسد. مانع اصلی از زمان ورود و اختراع لیزرها، اندازه آنها و نحوه دستکاری آنها بود تا به اندازه کافی کوچک باشند تا در تراشه های الکترونیکی قرار گیرند.

اکنون، توسعه نانوتکنولوژی و نانومواد، فناوری نانولیزر فرامواد را برای استفاده در اختیار ما قرار داده است، به گونه‌ای که محققان به جای کار با فوتون‌ها، اکنون ابرهای الکترونی معروف به پلاسمون‌های سطحی را مهار کرده‌اند.

محدودیت های فعلی نانولیزرهای متامتریال

اگرچه کاربردها و استفاده از آنها در بسیاری از صنایع بیشتر است، اما هنوز چالش هایی برای تولید فناوری نانولیزر وجود دارد، از جمله پیکربندی حفره ها و نانولیزرهای تزریقی الکتریکی.

یکی از ضعف های اصلی این است که بیشتر نانولیزرها در مقایسه با تزریق الکتریکی هنوز به صورت نوری پمپ می شوند. علاوه بر این، درک پیکربندی حفره برای توسعه نانولیزرهای با کارایی بالا ضروری است. این زمینه مورد علاقه از نظر فرامواد هنوز به تحقیقات زیادی نیاز دارد تا به توسعه مواد خاصی کمک کند که در این تنظیمات بسیار مفید هستند. تحقیق و توسعه و رساندن این امر به مقیاس صنعتی بالاتر باید دنبال شود تا بر سوالات معلق غلبه و پاسخ داده شود.