Нанофотоника полупроводниковых метаповерхностей для задач аналоговых оптических вычислений и предобработки изображений
| Название НИОКТР | Нанофотоника полупроводниковых метаповерхностей для задач аналоговых оптических вычислений и предобработки изображений |
|---|---|
| Аннотация | Предлагаемый проект объединяет в себе два актуальных направления современных исследований - искусственный интеллект и фотонику. Сегодня такая ветвь науки называется нейроморфной фотоникой. Толчком в ее развитии служит желание выполнять сложные вычисления с большей (в сравнении с электроникой) скоростью при меньших энергозатратах путем имитации распараллеливания решения задачи аналогичного деятельности человеческого мозга. Наработки и идеи по данной тематике возникли в ходе успешной реализации прошлого пятилетнего проекта РНФ 20-12-00371. Он был посвящен работам над элементной базой интегральной нанофотоники на основе диэлектрических наноструктур с резонансными оптическими состояниями и по его результатам было опубликовано порядка 20 статей (в журналах Laser and Photonics Reviews, Nanophotonics, Advanced Optical Materials, ACS Photonics и др). В новом предлагаемом проекте будет сделан упор на дифракционных нейронных сетях и оптической аналоговой обработке изображений. Цифровая обработка изображений и пространственных оптических сигналов является основой современных технологий, однако этот подход обладает рядом ограничений, которые особенно заметны в контексте мобильных и периферийных устройств. Высокое энергопотребление является одной из главных проблем, так как устройства с ограниченными ресурсами батареи требуют оптимизации для продления времени работы. Аналоговый подход к обработке сигналов имеет свои преимущества, такие как высокая скорость и низкое энергопотребление. Однако он сталкивается с рядом проблем, включая необходимость использования громоздких оптических элементов, которые могут быть сложны в производстве и интеграции в компактные фотонные интегральные схемы (ФИС). Кроме того, юстировка и контроль таких систем требуют значительных усилий и могут привести к ошибкам, что делает их менее надежными при эксплуатации. Метаповерхности представляют собой решение, которое может преодолеть ограничения как цифрового, так и аналогового подходов. Метаструктуры способны управлять амплитудой и фазой света на субволновых масштабах. Их компактность и малая масса позволяют интегрировать метаповерхности в различные устройства без значительного увеличения их размеров или веса. Кроме того, они предлагают возможность реализации сложных математических функций с использованием минимального количества компонентов. Это позволяет не только улучшить производительность существующих устройств, но и создать совершенно новые приложения в области связи, вычислений и обработки данных. Поэтому второй задачей проекта стоит разработка и создание оптических дифракционных нейронных сетей (ОДНС) видимого диапазона. |
| Доступ к ОКОГУ исполнителя | True |
| Количество связанных РИД | 0 |
| Количество завершенных ИКРБС | 0 |
| Сумма бюджета | 21000.0 |
| Дата начала | 2025-05-29 |
| Дата окончания | 2027-12-31 |
| Номер контракта | 25-12-00355 |
| Дата контракта | 2025-05-29 |
| Количество отчетов | 3 |
| УДК | 539.23 539.216.1 |
| Количество просмотров | 5 |
| Руководитель работы | Федянин Андрей Анатольевич |
| Руководитель организации | Белокуров Владимир Викторович |
| Исполнитель | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В.ЛОМОНОСОВА" |
| Заказчик | Российский научный фонд |
| Федеральная программа | Отсутствует |
| Госпрограмма | — |
| Основание НИОКТР | Грант |
| Последний статус | 2025-11-06 11:40:16 UTC, 2025-11-06 11:40:16 UTC |
| ОКПД | Услуги, предоставляемые прочими научными и техническими консультантами, не включенными в другие группировки |
| Отраслевой сегмент | — |
| Минздрав | — |
| Межгосударственная целевая программа | — |
| Ключевые слова | искусственный интеллект; наноструктуры; метаповерхности; нейроморфная фотоника; аналоговая оптическая обработка данных; дифракционные нейронные сети; оптические резонансы |
| Соисполнители | — |
| Типы НИОКТР | Фундаментальное исследование |
| Приоритетные направления | — |
| Критические технологии | — |
| Рубрикатор | 29.19.22 - Физика наноструктур. Низкоразмерные структуры. Мезоскопические структуры |
| OECD | — |
| OESR | Оптика (включая лазерную оптику и квантовую оптику) |
| Приоритеты научно-технического развития | Отсутствует |
| Регистрационные номера | — |