>>>-03-11 09:36:36 逆向设计软件可自动完成光学纳米光子结构的设计过程
斯坦福大学的研究人员创建了一个称为SPINS的逆设计代码库，该代码库可以帮助研究人员探索不同的设计方法，以找到可制造的光学和纳米光子结构。
在Journal of Applied Physics Reviews中， Logan Su及其同事回顾了逆设计在光学和纳米光子结构方面的潜力，并提出并解释了如何使用自己的逆设计代码库。
Su解释说： 逆向设计的想法是使用更复杂的优化算法并自动搜索结构。 最终目标是让设计人员输入他们想要的性能指标，然后仅等待算法生成可能的最佳器件。
集成光子学具有许多潜在的应用，范围从光学互连到传感到量子计算。
受流行的机器学习库(如TensorFlow和PyTorch)的启发，SPINS是一种光子设计框架，着重于灵活性和可重现的结果。该小组内部已使用SPINS设计各种设备，并且该小组正在将其提供给其他研究人员使用。
Su说： 我们优化技术背后的数学来自数学优化社区。 但是我们还从机械和流体力学的优化社区中借鉴了想法，他们在光子学中采用类似的优化方法来设计机械结构和机翼，然后将其应用。
他说，逆向设计 使光学和光子元件的设计过程自动化。 传统上，光子器件是手工设计的，在某种意义上，设计人员首先想出结构的基本几何形状(例如圆形)，然后对圆形半径进行一些参数扫描，以提高器件性能。
该过程是劳动密集型的，并且倾向于忽略形状更复杂，可能具有更好性能的一大类设备。
Su说： 例如，用数据中心内的光子互连替换电气互连，可以增加内存带宽，同时大大降低能源成本。
与电子硬件相比，光子神经网络还有望以更低的能源需求实现更快的运行速度，超表面光学技术有望提供比其传统的笨重的光学元件便宜且数量级小的新型光学功能。
苏说： 采用这些技术的部分障碍是构成该系统的光子组件的性能。 通过开发设计这些光子组件的更好的优化方法，我们不仅希望将这些技术的性能提高到商业可行性，而且还为集成光子学开辟了新的可能性。
