大话西游

用心 环卫车巧念“节水经”_我的网站

一 |     团队后续将基于硅光子、光子AI技术，把这套方案拓展至大规模可编程光子集成芯片。

二 |          首尔国立大学工学院发布消息：由首尔国立大学电气与计算机工程系Namkyoo Park教授、Sunkyu Yu教授牵头的联合研究团队，联合首尔大学电气与计算机工程系Xianji Piao教授，研发出一款可按需慢光的光子集成芯片。    清晨5点，滨江区西兴路还沉浸在微凉晨色中。

三 |          生成式人工智能与大尺度AI模型飞速发展，算力需求暴涨，传统电子半导体的短板随之凸显，包括功耗高、数据传输速率受限等问题。市场对具备低功耗、超高速处理能力的光计算技术需求持续攀升。

四 | 但由于光的传播速度固定，实现光计算不可或缺的光缓存与存储功能，长期存在根本性技术难题。         为解决该难题，这支联合研究团队设计出一种可编程光子集成芯片方案，能够自由调控光信号的传播速度与波形。洒水车司机冯水良拧开阀门，细密水雾均匀覆在柏油路上，既湿润了空气，也压下了扬尘。和往常不同的是，这一车“解渴水”并非取自自来水管网，而是来自几百米外的建设河——经净化处理后，它成了环卫作业的“第二水源”。

五 | 依托该方案，团队实现了比现有所有方案自由度更高的“慢光”调控。相关研究成果刊发在《Advanced Science》期刊。         可编程耦合谐振腔诱导透明（CRIT）光子集成电路结构示意图：图中展示通过调节光学谐振腔之间的耦合强度，即可灵活调控光路传输路径。这是杭州推进环卫用水“换血”的日常缩影。今年以来，杭州持续调整环卫作业用水结构，用河道净化水、再生水替代自来水，把水资源节约集约利用落到每辆环卫车上。         光速固定为何会成为技术瓶颈          光子集成芯片作为新一代技术，依托光信号实现高速、高效信息处理。尤其在数据中心、光通信与光计算系统中，行业不仅需要快速传输光信号，还要求能够同步信号到达时序、按需对光信号做延时处理。业内针对耦合谐振腔诱导透明（CRIT）结构开展大量研究：该结构利用多组光学谐振腔之间的干涉效应，仅让特定频段的光透过，同时降低光信号传播速度。         耦合谐振腔诱导透明（CRIT）是一种光学现象，通过多谐振腔干涉，选择性透过特定频段光并实现光延时。光学谐振腔是一类光子器件，可将特定频率的光束缚、循环传输一段时间，多用于信号延时、滤波与调制。

六 | 市城管部门的最新数据显示：今年上半年，全市环卫作业总用水量达507万吨，其中河道取水160万吨、再生水取水70万吨，“第二水源”合计占比45.37%。“以前装一车水，用的都是自来水。         但传统耦合谐振腔诱导透明（CRIT）器件加工完成后工作特性固定，难以重新配置以适配不同功能。例如，若需要更长延时或切换工作频段，必须重新设计整套光子器件。

七 | 去年12月滨江新增10个河道取水口后，我们的‘水缸’直接搬到了河边。         光信号延时与频谱转换示意图，图示电路可根据控制条件，对光脉冲实现延时、修改频谱组分。

八 |          重构CRIT结构，提升可重构灵活性          传统器件灵活性不足，大幅提升光通信设备、数据中心系统的设计复杂度；新增功能时，设备成本上升、研发周期拉长。

九 | ”开了8年洒水车的冯水良说，现在出车前顺路就能完成补水，方便又省心。截至目前，全市已累计布设河道取水口104个、再生水取水栓23个，一张覆盖城区的环卫“第二水源”补给网正越织越密。有人疑惑：用河水、再生水洗路，会不会影响保洁质量？答案藏在精细化“分质供水”方案里：洒水车出水口径大、自带粗滤装置，日均耗水量高，优先取用净化河道水和再生水；高压洗扫车喷头精密，选用悬浮物更低的再生水，减少设备堵塞磨损；雾炮车对水质要求更高，仍采用自来水。与此同时，养护人员会定期清洗更换取水滤网、疏通管路、检修高压喷头和水泵核心部件，让每一辆环卫车都“喝得顺、跑得稳”。在AI服务器、下一代数据中心这类需要实时处理海量数据的场景下，该短板已成为光计算技术落地的核心阻碍。

十 |          为突破上述局限，研究团队提出全新设计思路：将耦合谐振腔诱导透明系统内的两种光学状态——亮模（bright mode）与暗模（dark mode）统一为单一可控自由度，并引入两组可控环形耦合器。基于该思路，团队建立可编程光子集成芯片全新设计准则，以往加工后参数固化的谐振腔结构，如今可按需重新配置。节水更要算好经济账。         团队依托全新CRIT结构实现光路按需延时调控，并证明亮模、暗模之间的干涉效应可作为统一集成设计参数。经多轮实测，当取水半径控制在3公里以内时，综合用水成本明显低于自来水，也不会挤占正常保洁作业时间。如今，各保洁单位都会提前摸排就近河道取水点和再生水桩位置，提前规划作业路线，尽量不让车辆空驶找水。这大幅提升了光子谐振电路的设计自由度，打破传统器件参数固定的约束。“少跑冤枉路，多干实在活，成本降了，效率反而高了。         研究团队特别证实：借助双环形耦合器，可从理论层面独立调控通带带宽、波形，以及电路中传输信号的延时、透射特性。这意味着，无论单个谐振腔，还是整套多谐振腔系统，光信号的传播速率与传输特性均可自由重构。

十一 |          除此之外，团队通过数值仿真验证：芯片运行过程中，可实时动态调整光脉冲传播速度。实验证实，该结构能在不损失信号处理性能的前提下自由控制光信号延时，无需额外专用器件即可完成光频谱转换。

十二 | ”一名保洁负责人坦言。从“全靠自来水”到“第二水源挑大梁”，当越来越多环卫车用上“循环水”，杭城的水资源节约之路，也越走越宽。         光脉冲是一段短促光信号，是光通信、光计算系统中承载信息的基础单元。         团队还通过三维电磁仿真验证：该CRIT器件可在氮化硅（Si₃N₄）光子集成芯片平台上实现制备。同时团队分析了制造、运行阶段各类实际干扰因素，包括材料损耗、谐振腔品质因子偏差、背向散射、耦合系数波动、环形耦合器相位误差、热串扰等，证实该结构可在真实光子电路环境下稳定工作。         氮化硅（Si₃N₄）光子集成芯片是低损耗、高稳定性波导平台，广泛用于光信号处理与集成光子器件。热串扰是电路局部工作产生的热量干扰周边元器件，造成器件性能偏移的现象。         单芯片集成多项光学功能          本研究推出一款全新可编程光子集成芯片平台，可实时调控光信号的时域、频域特性，克服传统固定延时光路的局限。该方案可将下一代光互连所需核心功能——信号时序同步、可变延时线、光缓存、频谱转换等，全部集成在单套光子芯片架构内。         同时，这套设计思路不局限于CRIT体系，可拓展至全部基于谐振腔的光子电路，有望成为下一代灵活调控光传输的光信号处理底层核心技术。

十三 |          若实现商业化落地，本研究开发的可编程光子集成芯片可像软件定义系统一样，单颗光芯片完成信号速率调控、功能切换等多项任务。既能大幅降低数据中心、AI服务器的功耗，也能提升数据处理效率。         此外，多类信号处理功能单片集成，可推动光通信设备、传感系统小型化，降低硬件成本。

十四 | 长期来看，该技术将成为自动驾驶、新一代通信、量子技术等超高速信息处理产业的核心支撑平台。

十五 |          从理论走向工程落地          论文共同通讯作者、首尔国立大学Namkyoo Park教授表示：“本次研究提出一套全新设计准则，让光子集成芯片内部光路能够按需重构，极大拓宽设计灵活度。团队后续将基于硅光子、光子AI技术，把这套方案拓展至大规模可编程光子集成芯片。”          负责理论框架搭建与数值仿真的共同一作Seungkyun Park博士、博士生Beomjoon Chae补充道：“本次研究让我们意识到，换一种视角解读传统光子谐振物理机制，可为光子集成芯片挖掘全新功能。后续我们将持续推进研究，完成实物器件制备与实验验证。”          *声明：本文系原作者创作。文章内容系其个人观点，我方转载仅为分享与讨论，不代表我方赞成或认同，如有异议，请联系后台。

Current article:http://qy7o5.fanfutaopoulaxiong.pics/list_sq79/0gn4g.html

Published on:00:21:59