等离子体偏振突触

打破衍射极限

通过调谐入射光偏振态动态调节透射率，实现超紧凑光学突触权重，为可扩展光神经网络铺路。

Chengyan, Zhong · Xiang, Wang · Li, Lingfei · Cui, Yuanchi · Xiao, Lei · Dawei, Song · 郭俊雄 · 黄文 · Guo, Yufeng · Yu, Liu

Science China Technological Sciences 2025

具体参数

特征尺寸

{'zh': '40', 'en': '40'} nm

突触密度降低倍数（对比衍射设计）

{'zh': '150000', 'en': '150000'} fold

突触密度降低倍数（对比干涉设计）

{'zh': '1500', 'en': '1500'} fold

准确率

{'zh': '93', 'en': '93'} %

技术优势

小到 40 nm

利用等离激元结构突破光学衍射限制，在可见光波段实现纳米级光学突触，大幅提升片上集成密度。

密度降十五万倍

与基于衍射和干涉的电路设计相比，突触密度分别降低 150000 倍和 1500 倍，为大规模光神经网络扫清障碍。

CIFAR-10 上 93%

在 VGG16 模型上训练 80 轮后，概念验证网络在 CIFAR-10 数据集上达到 93% 准确率，证明该架构可胜任真实视觉任务。

应用场景

• 光子神经网络：提供超紧凑光学突触，摆脱衍射限制，实现高密度片上光神经网络。
• AI 加速器：利用光并行性和速度，构建低功耗、可扩展的下一代 AI 加速硬件。
• 智能传感器：偏振可调等离激元器件为智能传感器提供片上实时处理能力。