光子电路中自由形光路布局

该项目基于近乎超均匀的无序结构，研发出自由形式的光子路由技术，以构建低损耗的光学互连装置。通过大规模模拟与人工智能技术，该研究旨在优化复杂几何形状，增强系统对制造缺陷的耐受性，其应用范围涵盖高密度光子电路及神经形态计算领域。

关于该项目 基于近乎超均匀无序结构的自由形光子路由技术，该项目将开发具有低损耗、可扩展且能适应任意几何形状的光学互连方案，并制定以路径为优先的设计规则。这种技术能够实现紧凑的互连结构，使光能够在弯曲处及组件之间灵活传输，而无需受周期性布局的限制。 传统的光子晶体波导受到底层晶格对称方向的严格限制。近期的研究提出了一种不同的策略：首先确定所需的光路，然后构建近似超均匀的光子环境以提供带隙辅助约束。这种“路径优先”的方法已在模拟与实验中实现了低传输损耗的曲线形及直角型互连结构。 该项目将把这一概念验证转化为用于集成光子路由的通用设计平台。你将研究局部结构秩序、光子伪带隙、光线路约束、模态演化、慢光效应以及无序诱导散射如何决定自由形互连的传输性能与鲁棒性。大规模时域有限差分模拟与能带结构计算将结合基于几何形状的优化技术进行应用。 人工智能将被用于加速对复杂布线几何结构的探索，学习可迁移的设计规则，并发现传统参数扫描无法有效实现的低损耗架构。 长期目标是从单一的弯曲结构转向可扩展的互连结构与路由网络，从而能够连接任意位置和方向的光子组件。所选设计将与实验合作伙伴密切合作进行实现与表征，从而实现建模、制造和测量之间的直接反馈。该项目还将探索其在高密度紧凑型光子电路中的应用，包括神经形态计算中的光子技术，其中灵活且可扩展的光学连接是关键必要条件。 该研究项目将聚焦于： 开发能够围绕用户定义的光学路径生成近乎超均匀介电网络的算法，该工作依托于人工智能辅助设计与优化技术进行开展 映射低损耗光谱窗口，并量化弯曲、辐射及无序引起的损耗 在保持模式约束的前提下，设计并优化弯曲段、连接点及多端口路由元件 建立适用于更大电路的可扩展设计规则，确保测试对制造缺陷具有鲁棒性，并与实验合作者共同实现并表征选定的自由形态布线方案 光电工程学院（ORC）致力于促进平等与多样性，这从我们获得的 Athena SWAN 奖中可见一斑。我们欢迎所有申请者，无论其性别、种族、残疾状况、性取向或年龄如何，并将充分考虑那些寻求灵活工作模式以及已休过职业休假的申请者。该大学拥有慷慨的产假政策、现场儿童保育设施，并提供多种福利措施，以帮助保障员工的生活质量与工作生活平衡。南安普顿大学致力于可持续发展，并荣获了铂金生态奖。

Entry requirements You must have a UK 2:1 honours degree, or its international equivalent , in one of the following: physics optics or photonics electrical or electronic engineering applied mathematics a closely related discipline Essential skills: experience of numerical modelling and scientific programming gained through an undergraduate, master's or research project Desirable skills: experience with computational electromagnetics or photonic band-structure tools such as Lumerical FDTD, MEEP, MPB, COMSOL or equivalent knowledge of photonic crystals, waveguides, bandgaps, disordered photonics, optimisation or computational geometry

资助：竞争性资助 学费与资助 我们为英国本土学生和国际学生提供多种资助机会。符合条件的学生可通过“地平线欧洲”学费减免，自动免除国际学生学费与英国本土学生学费之间的差额。 大学通过竞争性遴选授予的校长助学金，为遴选排名靠前的申请人支付国际学生学费与英国本土学生学费之间的差额。 本校各学院通过竞争性遴选提供的博士奖助金，通常为遴选排名靠前的申请人支付按英国本土学生标准收取的学费，并提供生活津贴。 资助采用滚动授予方式，因此请尽早申请，以尽可能增加进入资助评选的机会。 如需了解更多信息，请访问我们的研究生研究资助页面。

如何申请 您需： 选择课程类型（研究型）、2027/28学年、工程与物理科学学院 选择全日制或非全日制 搜索博士项目 PhD ORC（7097） 在申请表第2部分填写导师姓名 申请材料应包括： 您的CV（个人简历） 2份学术推荐信 截至目前的学位课程成绩单和证书 英语语言资格证明（如适用）