湖北
极目新闻通讯员 王冰倩
近日，光谷实验室在光子神经网络芯片、光纤传感器3D微封装、三维内窥镜导航、高能辐射探测等前沿研究领域取得突破，相关论文公开发表。
随着人工智能对算力需求的持续增长，光子神经网络正成为突破电子计算瓶颈的重要方向。光谷实验室张新亮、董建绩教授团队联合上海交通大学唐豪团队，研制出首款可编程三维光子神经网络芯片。该芯片通过飞秒激光直写技术，在玻璃内部构建三维波导互连网络，并在表面集成微加热器阵列，首次实现了二维图像的直接片上光学处理。基于8层级联8×8阵列的原型芯片，其理论计算吞吐量可达6554 TOPS，成果发表在学术期刊《Nature Communications》杂志上。
可编程三维光子神经网络芯片LAMP架构的概念示意图
光纤端面功能传感器具有高灵敏度、体积小以及抗电磁干扰等优势，但其在复杂环境下的微型化和长期稳定监测能力仍是一项持续性的挑战。光谷实验室熊伟教授团队、孙琪真教授团队合作提出了一种基于飞秒激光直写与化学气相聚合的3D微封装方法，将光纤端面Fabry–Pérot传感器的封装尺寸缩小至百微米级，并显著提升抗流体与机械干扰能力，从而获得了稳定的高信噪比传感性能，该成果发表在国际制造领域期刊《极端制造》杂志上。
光纤端面3D微封装结构示意图
内窥镜已成为精准医疗和微创诊疗中的重要工具，如何实时获取内窥镜插入段的三维形状与位姿信息，成为关键技术问题。光谷实验室闫志君教授提出了一种基于多芯密集光纤布拉格光栅阵列形状传感器的三维内窥镜导航框架，实现了内窥镜插入段的高精度、无辐射、实时三维形状重建，为提升微创介入操作的安全性、稳定性与智能化水平提供了新的技术路径，成果发表在《Photonics Research》杂志上。
多芯光纤形状传感原理及内窥镜导航面临的关键挑战
高能辐射（如X射线、γ射线、电子束等）广泛存在于放射治疗、工业无损检测等领域，其精准剂量监测对于提升癌症疗效、工业检测精度至关重要。光谷实验室唐江教授、牛广达教授团队提出一种基于“晶格锚定增强动态修复”的材料设计策略，并成功制备出A位均匀合金化的高质量钙钛矿单晶。该探测器对高能X射线和电子束均表现出优异的探测灵敏度与极佳的辐射耐受性，在远超传统器件承受极限的辐照条件下仍保持性能稳定。研究团队将探测器集成至微型模块，实现了放射治疗过程中的实时剂量监测和高精度剂量分布成像，成果发表在《Nature Photonics》杂志上。
高灵敏高稳定辐射探测器
光谷实验室于2021年经湖北省人民政府正式批复组建，以国家和湖北经济社会发展的重大战略需求为导向，锚定光电子领域基础研究，主攻光感知方向，拓展光计算（光互连）、光存储等方向，已形成涵盖基础科学研究、应用研究和前沿探索的完整研发体系。
光谷实验室
目前，实验室已在胶体量子点短波红外相机、玻璃多维存储技术、无人机视觉感知系统、硅基光电融合集成芯片等硬核科技方向产出一批重大成果，并孵化一批光电子企业。（信息来源：中国光谷、光谷实验室）
（来源：极目新闻）
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