Révolution optique : OptoGPT transforme les cellules solaires, fenêtres intelligentes et télescopes avec l'IA

ParisDes ingénieurs de l'Université du Michigan ont développé OptoGPT, un outil d'IA conçu pour le développement de films multicouches optiques destinés aux cellules solaires, fenêtres intelligentes et télescopes. Utilisant une technologie similaire à ChatGPT, OptoGPT accélère le processus de conception, fournissant des résultats en seulement 0,1 seconde. Cet outil innovant permet aux fabricants de concevoir plus rapidement et plus facilement des dispositifs améliorés.

OptoGPT détermine la structure matérielle nécessaire en fonction des propriétés optiques souhaitées. Cela est crucial car concevoir des structures multicouches efficaces est complexe. Trouver la bonne combinaison de matériaux et leur épaisseur requiert généralement une formation intensive.

Points essentiels sur OptoGPT :

• Conçoit des structures de films multicouches en 0,1 seconde.
• Produit des designs avec six couches de moins que les modèles précédents.
• S'adapte à divers domaines, des cellules solaires aux fenêtres intelligentes.
• Améliore la précision des conceptions grâce à l'optimisation locale.

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• Maximiser l'absorption de la lumière dans les cellules solaires.
• Optimiser la réflexion dans les télescopes.
• Améliorer la fabrication de semi-conducteurs avec de la lumière UV extrême.
• Perfectionner la régulation thermique des fenêtres intelligentes.

Créer des structures optiques demande généralement beaucoup de temps et d'expertise, mais OptoGPT simplifie ce processus. Pour les débutants, il peut être difficile de savoir par où commencer. OptoGPT aide en utilisant des matériaux d'épaisseurs spécifiques et leurs propriétés optiques pour prédire le prochain composant du design. Le résultat est une conception qui atteint plus facilement les propriétés souhaitées, comme une haute réflexion.

Les chercheurs ont évalué OptoGPT sur un ensemble de données comprenant 1 000 designs connus, détaillant les matériaux utilisés, leur épaisseur et leurs propriétés optiques. Les designs générés par OptoGPT n'étaient différents du jeu de validation que de 2,58 %, ce qui représente une amélioration significative par rapport aux modèles précédents, qui affichaient une différence de 2,96 %.

OptoGPT se distingue des anciens algorithmes par sa grande flexibilité. Il est capable de gérer une variété de tâches de conception optique dans divers domaines, ce qui le rend polyvalent. De plus, l'optimisation locale permet d'améliorer encore davantage les conceptions. Par exemple, ajuster les variables peut augmenter la précision de 24 %, réduisant l'écart à seulement 1,92 %.

L'équipe a examiné le fonctionnement d'OptoGPT en utilisant une méthode permettant de visualiser les connexions établies par l'IA. Sur une carte en 2D, les matériaux se regroupent par type, tels que les métaux ou les matériaux diélectriques. Les diélectriques, y compris les semi-conducteurs, se concentrent en un point central lorsque leur épaisseur avoisine les 10 nanomètres. Cela se produit parce que, d'un point de vue optique, la lumière interagit de manière similaire avec ces matériaux lorsqu'ils sont aussi fins.

OptoGPT offre une polyvalence supérieure aux anciens algorithmes de conception habituellement limités à certaines tâches. Cette technologie constitue une aide précieuse pour les ingénieurs et chercheurs dans la conception de structures de films multicouches optiques destinées à diverses applications.

Cette recherche, en partie financée par la National Science Foundation, a été menée par le professeur L. Jay Guo de l'Université du Michigan, expert en ingénierie électrique et informatique. Les co-auteurs, Taigao Ma et Haozhu Wang, également de l'Université du Michigan, ont collaboré à cette étude, publiée dans Opto-Electronic Advances.