Topik penelitian

Pengembangan spektrometer ultra-ringkas yang menggunakan teknologi AI.

kristal fotonikadalah kristal buatan yang berkaitan dengan panjang gelombang optik. Dengan cara yang sama seperti kristal semikonduktor yang memiliki celah pita untuk elektron, pembuatan struktur periodik indeks bias menggunakan teknik mikrofabrikasi menghasilkan bahan buatan dengan celah pita untuk cahaya, yang disebut kristal fotonik. Celah pita untuk cahaya dapat digunakan untuk mengurung cahaya secara kuat di dalam chip atau memperlambat kecepatan cahaya. Ukurannya yang sangat kecil juga membuatnya menjadi kandidat kuat untuk merealisasikan sirkuit terpadu optik.

Namun, kristal fotonik dan lainnyaperangkat nanofotonikmembutuhkan struktur yang sangat presisi dan kinerjanya dibatasi oleh kesalahan fabrikasi. Kesalahan fabrikasi dapat menyebabkan fluktuasi pada struktur, yang menyebabkanLokalisasi cahaya secara acak.Fenomena ini disebut "lokalisasi cahaya Anderson". Meskipun menarik sebagai fenomena fisik, pengamatan keacakan semacam itu tidak diinginkan untuk aplikasi teknik.

Diagram konfigurasi spektrometer ultra-ringkas. Pola pelokalan diperoleh dan dilatih oleh AI.
Diagram konfigurasi spektrometer ultra-ringkas. Pola pelokalan diperoleh dan dilatih oleh AI.

Tapi kami memiliki iniKami percaya bahwa keacakan justru dapat digunakan untuk meningkatkan performa perangkat dengan mengeksploitasinya secara aktif.... Tujuannya adalah untuk memungkinkan hal ini tercapai. Untuk melakukan hal ini, Anda perluTeknologi AI untuk pemrosesan data.Menggabungkan Performa dapat ditingkatkan jika pola pelokalan dapat dipelajari oleh perangkat lunak untuk memprediksi respons yang tidak diketahui hingga tingkat yang tinggi. Salah satu aplikasinya adalah pengembangan spektrometer berkinerja tinggi. Spektrometer konvensional mahal dan besar, sehingga hanya digunakan untuk aplikasi yang terbatas, tetapi jika spektrometer ini bisa dibuat kecil dan murah, kami berharap dapat membuka berbagai aplikasi, seperti menyatukannya ke dalam smartphone untuk pengenalan pupil atau sebagai sensor di lini produksi.

Penelitian ini baru saja dimulai, dan meskipun percobaan pembuktian prinsip sudah dilakukan, namun apakah perangkat yang benar-benar dapat digunakan dapat diwujudkan? Apakah alat ini bekerja seperti yang diinginkan untuk berbagai panjang gelombang? Masih banyak hal yang belum diketahui, seperti apakah perilaku yang diinginkan dapat dicapai untuk beberapa panjang gelombang. Bahkan jika eksperimen pembuktian prinsip dapat dilakukan, langkah selanjutnya adalah menemukan implementasi dan aplikasi pembunuh yang benar-benar berguna. Penelitian ini masih dalam tahap awal dan masih meraba-raba dalam kegelapan, tetapi memiliki potensi yang besar.

Yang membuat penelitian menjadi sangat sulit adalah bahwa jaringan saraf yang digunakan untuk pemrosesan data adalah kotak hitam dan tidak mudah untuk memahami bagaimana komputer berpikir dan mendapatkan hasilnya. Jaringan syaraf sendiri juga membutuhkan pengetahuan yang lebih mendalam, yang membutuhkan keakraban dengan perangkat lunak dan perangkat keras.

Faktanya, fenomena seperti lokalisasi cahaya karena keacakan struktural dikenal sebagai fotonik acak, suatu bidang fisika yang telah dipelajari dengan penuh minat pada antarmuka dengan statistik dan teori kekacauan. Namun demikianRekayasa fotonik acak.Penelitian ini memiliki potensi untuk menjadi preseden. Penelitian ini bukan hanya pengembangan spektrometer sederhana, tetapi juga memiliki nilai akademis.

Model jaringan saraf yang digunakan.
Model jaringan saraf yang digunakan.

Penelitian ini belumtahap kuncup (gigi)Tidak ada penelitian bersama yang lengkap. Namun, paten dasar telah diperoleh dan pengembangan proyek di masa depan sangat dinantikan. Penelitian tentang pembelajaran mesin, misalnya, sedang dilakukan dengan saran dari Profesor Ikehara dari Departemen Teknik Elektronik.

《Kata Kunci》

Kristal fotonik / Jaringan saraf / Pembelajaran mesin / AI / Spektroskopi / Fotonik acak / Pelokalan cahaya Anderson
Tanabe Lab secara aktif mempromosikan penelitian kolaboratif.

Daftar topik penelitian

Sesi informasi lab diadakan untuk mahasiswa yang ditugaskan pada tahun 2024. Laboratorium terbuka bebas untuk datang dan pergi sesuka hati. Sesi informasi individu juga tersedia kapan saja.

<[Sedang berlangsung]

Sesi informasi individu dan tur lab

Lihat laboratorium yang sedang beraksi!
Sesi informasi individu dan tur laboratorium diadakan secara langsung. Kunjungi Kampus Yagami dan lihatlah peralatan eksperimental di laboratorium. Anda dapat mengirimkan email kepada kami atau mengisi formulir di bawah ini.