Menggunakan AI Untuk Mengontrol Properti Cahaya | Generasi Supercontinuum

• Para peneliti menggunakan chip fotonik dan algoritme AI untuk mengonfigurasi properti sumber cahaya broadband.
• Teknologi ini akan membantu dalam pengembangan berbagai sistem optik pintar melalui metode pengoptimalan mandiri.

Dalam kehidupan kita sehari-hari, kita menggunakan beberapa sistem kompleks yang bergantung pada sejumlah besar parameter berdasarkan dinamika kacau. Dalam fotonik, banyak sistem termasuk dalam kategori ini, termasuk sumber optik canggih yang digunakan dalam metrologi, ilmu laser, dan pencitraan biomedis.

Untuk membuat teknik seperti itu lebih baik dan mengontrol sifat-sifat cahaya secara efektif, perlu untuk terus mendorong batas-batas metodologi fotonik. Selama beberapa tahun terakhir, para ilmuwan di seluruh dunia telah mencoba menghasilkan Supercontinuum – spektrum broadband yang dibuat oleh pulsa optik yang merambat di bawah efek gabungan hamburan, dispersi, dan nonlinier.

Pengembangan pulsa laser ultrashort dan intens – yang menghasilkan Hadiah Nobel Fisika 2018 – bersama dengan teknik membatasi spasial dan membimbing propagasi cahaya memunculkan arsitektur optik yang sangat kuat.

Baru-baru ini, tim peneliti di Institut National de la Recherche Scientifique, Kanada, berhasil membuat dan memanipulasi pola pulsa ultrashort yang intens untuk menghasilkan Supercontinuum. Mereka menggunakan struktur fotonik terintegrasi untuk membuat kumpulan pulsa optik femtosecond yang dapat dikonfigurasi ulang.

Apa yang Tepat Mereka Gunakan Untuk Menghasilkan Supercontinuum?

Dalam karya ini, para peneliti telah menunjukkan beragam pola pulsa ultrashort yang dapat dimanipulasi secara terkendali. Mereka memanfaatkan stabilitas, kekompakan, dan resolusi sub-nanometer yang disediakan oleh sistem fotonik terintegrasi untuk menciptakan pulsa optik femtoseconds.

Referensi:Komunikasi Alam | doi:10.1038/s41467-018-07141-w | INRS 

Mereka menskalakan ruang parameter secara eksponensial, yang menghasilkan lebih dari 10 ³⁶  kombinasi yang berbeda dari kemungkinan pola pulsa. Untuk sejumlah besar kombinasi — lebih besar dari jumlah total planet di alam semesta — tim menggunakan metode pembelajaran mesin untuk menganalisis hasil manipulasi cahaya.

Pulsa dipisahkan oleh satu picosecond | Atas perkenan dari Benjamin Wetzel

Dengan algoritme AI yang tepat, para peneliti dapat mengoptimalkan pola pulsa yang berbeda dan mencapai hasil Supercontinuum yang diinginkan. Mereka mengukur keluaran spektral dan menerapkan algoritme genetik untuk mengubah konfigurasi pemecah pulsa terintegrasi guna meningkatkan dinamika perambatan serat nonlinier menuju kriteria Superkontinum tertentu, misalnya, meningkatkan intensitas spektral pada panjang gelombang tertentu.

Aplikasi

Teknik ini memungkinkan peneliti untuk secara eksperimental memperoleh kerapatan spektral Supercontinuum 7 kali lebih banyak daripada eksitasi pulsa tunggal dengan kekuatan yang sama. Ini memiliki potensi untuk memberikan kontrol temporal yang lengkap dari generasi Supercontinuum. Hasil luar biasa akan memengaruhi penelitian terapan di berbagai bidang.

Baca:Teknologi Laser yang Ada Cukup Kuat Untuk Menarik Alien yang Berjarak 20.000 Tahun Cahaya

Terutama, ini akan membantu dalam mengembangkan struktur optik pintar lainnya melalui metode pengoptimalan mandiri, termasuk amplifikasi pulsa, laser yang dapat menyesuaikan sendiri, sisir frekuensi optik, dan pendekatan AI mendasar seperti jaringan saraf fotonik.