精准控光，新型光子谐振腔加速AI与通信

一项新技术可让光波被“按需设计”成理想形态，有望使人工智能与通信技术更快、更精准 。韩国科学技术院（KAIST）研究团队研发出一种集成光子谐振腔，这是利用光进行数据处理的下一代光集成电路核心器件，该技术有望成为高速数据处理、量子通信等下一代安全技术的重要基础。

该谐振腔由电气工学系Sangsik Kim教授团队与汉阳大学物理系Jae Woong Yoon教授团队合作开发。它利用光干涉现象（两束光波相遇并相互作用），可实现对光信号的自由调控。相关论文已发表于《Laser & Photonics Reviews》。

光子集成电路（PIC）利用光实现超高速、低功耗数据处理，作为人工智能、数据中心、量子信息处理等下一代领域的基础平台技术，正受到广泛关注。该技术的核心在于对光的高精度操控能力。具体而言，要实现高性能光通信与光计算，必须能够自由调节光信号的光谱（颜色或波长分布）与相位响应（时序或波的位置）。然而传统方法存在根本性局限。

集成光子谐振腔是一类关键光学器件，它将光束缚在特定空间内以实现放大或筛选特定颜色（波长），原理类似于乐器腔体对声音的放大作用。但现有的单总线谐振腔在精准调控光信号相位与光谱方面存在明显短板。

为突破这一难题，研究团队引入 “双总线” 结构 。该设计可使穿过谐振腔的光与未穿过谐振腔的光重新叠加，从而精准控制干涉。这使得光信号能够被自由塑造成所需形态，并可实现以往难以实现的多种光信号调控。

通过应用该技术，研究团队实现了更精准的波长特性控制，并为非线性频率转换研究（改变光的颜色）开辟了新方向。借助这项技术可实现更快、更精确的数据处理，有望为未来高速数据中心、人工智能加速器及量子通信系统的性能提升奠定基础。

（左起）本科生研究员Taewon Kim、Sangsik Kim教授

本研究由本科生Taewon Kim通过 KAIST 本科生研究计划（URP）主导完成。Taewon Kim表示：“我得以将在《集成光学导论》课程中学到的谐振腔原理，转化为实际器件设计并发表成论文。”Sangsik Kim教授评价道：“这项研究不仅提出了一种新型器件，更证明了通过精准分析此前被忽略的光学特性，可以突破物理极限。我们期待它能为基于光学的人工智能加速器和光通信技术发展提供广泛助力。”