国产三级精品三级在线观看,国产高清无码在线观看,中文字幕日本人妻久久久免费,亚洲精品午夜无码电影网

研究背景

集成光子芯片是光通信、計算、傳感等領(lǐng)域的重要研究方向，因其具有高數(shù)據(jù)傳輸速率、低功耗和低損耗等優(yōu)點，成為了研究熱點。然而，盡管已有大量研究致力于集成光源、處理器和光探測器等組件，但如何在單一芯片上實現(xiàn)高性能、穩(wěn)定可靠的光子系統(tǒng)仍面臨著諸多挑戰(zhàn)。主要問題包括材料間的異質(zhì)集成、晶格不匹配、光耦合效率低以及器件性能優(yōu)化等，尤其是在實現(xiàn)光源、信號處理和探測功能的同時，如何確保系統(tǒng)的整體性能和穩(wěn)定性，仍是技術(shù)突破的瓶頸。

成果簡介

為了解決這一問題，北京大學胡小永教授和龔旗煌院士、朱瑞(Rui Zhu)教授以及香港科技大學陳子亭院士、浙江大學光電學院狄大衛(wèi)教授攜手在Nature Photonics期刊上發(fā)表了題為“Hetero-integrated perovskite/Si3N4 on-chip photonic system”的最新論文。

研究人員將鈣鈦礦材料作為一種新興的材料平臺，提出了與硅光子學的異質(zhì)集成方案。鈣鈦礦因其低溫溶液處理、較高的晶格匹配容忍度、良好的帶隙調(diào)節(jié)性以及低成本等優(yōu)點，成為了異質(zhì)集成的理想選擇。

研究人員通過結(jié)合鈣鈦礦材料與氮化硅光子平臺，成功實現(xiàn)了集成高效LED光源、高性能光探測器和光子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器的單片光子系統(tǒng)，具有21.2%的外量子效率和2.2 MHz的3dB截止頻率，并在光子模擬和計算機視覺任務(wù)中取得了優(yōu)異的性能。

IF=32.3！北京大學，新發(fā)Nature Photonics！集成光子芯片！

研究亮點

1. 實驗首次實現(xiàn)了基于鈣鈦礦/氮化硅平臺的單片集成光子系統(tǒng)，成功將高效發(fā)光二極管（LED）、高性能光探測器和光子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集成在同一芯片上，形成了多功能光子信息處理平臺。

2. 實驗通過異質(zhì)集成技術(shù)將鈣鈦礦材料與氮化硅光子平臺結(jié)合，實現(xiàn)了高效LED光源（外量子效率為21.2%）和靈敏光探測器（暗電流為8.3 pA，響應(yīng)時間為44 ns），并在集成系統(tǒng)中達到了2.2 MHz的3 dB截止頻率。

3. 實驗展示了基于該光子平臺的光子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在光子模擬和計算機視覺任務(wù)中的應(yīng)用。通過預(yù)測二維無序Su–Schrieffer–Heeger（SSH）模型中的拓撲不變量，成功驗證了網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)學習能力，且在SSH模型的三階非線性模擬中實現(xiàn)了87%的平均保真度。

4. 實驗進一步應(yīng)用該光子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行計算機視覺任務(wù)，在Canny邊緣檢測任務(wù)中獲得超過85%的測試準確率，并在更具挑戰(zhàn)性的CIFAR-10數(shù)據(jù)集上取得了56%的準確率，展現(xiàn)了該網(wǎng)絡(luò)在多個應(yīng)用領(lǐng)域中的適應(yīng)性和高效性。

圖文解讀

圖1: 鈣鈦礦/Si3N4片上光子系統(tǒng)的單片異質(zhì)集成方案。

圖2: 單片異質(zhì)集成鈣鈦礦/Si3N4片上光子系統(tǒng)的表征。

圖3: 2D無序SSH模型中，平均手性位移AMCD計算。

圖4: 非線性拓撲模型中，時間相關(guān)光子模擬。

圖5: 邊緣檢測和圖像分類任務(wù)。

結(jié)論展望

鈣鈦礦材料在異質(zhì)集成中的應(yīng)用展現(xiàn)了其獨特的優(yōu)勢，如低溫加工、高晶格不匹配容忍度和帶隙調(diào)節(jié)性，這使得鈣鈦礦能夠與氮化硅等材料成功集成，為實現(xiàn)多功能光子系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。

其次，光子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)不僅在光子模擬中取得了顯著成果，還在計算機視覺任務(wù)中展現(xiàn)了良好的適應(yīng)性，突顯了光子計算在復(fù)雜任務(wù)中的潛力。這為未來基于光子計算的智能芯片設(shè)計提供了新的思路，尤其是在高效計算與低能耗方面的優(yōu)勢。

此外，本文通過實驗驗證了光子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多任務(wù)能力和較高的計算速度，展示了光子平臺在數(shù)據(jù)處理、信息傳輸和智能計算中的廣泛應(yīng)用前景。這一工作不僅推動了光子集成技術(shù)的進展，也為開發(fā)下一代智能光子芯片提供了理論依據(jù)和實踐指導(dǎo)，預(yù)示著光子信息處理技術(shù)將在未來科技領(lǐng)域中發(fā)揮越來越重要的作用。

文獻信息

Liao, K., Lian, Y., Yu, M. et al. Hetero-integrated perovskite/Si3N4 on-chip photonic system. Nat. Photon. (2025).

原創(chuàng)文章，作者：zhan1，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://m.xiubac.cn/index.php/2025/01/07/4d7a30143f/

国产三级精品三级在线观看,国产高清无码在线观看,中文字幕日本人妻久久久免费,亚洲精品午夜无码电影网

IF=32.3！北京大學，新發(fā)Nature Photonics！集成光子芯片！

相關(guān)推薦

IF=32.3！北京大學，新發(fā)Nature Photonics！集成光子芯片！