Grant: Collaborative Science, Technology and Innovation Program - Collaborative R&D Initiatives

Innovation in nanophotonics has been driven by major advances in nanofabrication. As nanophotonic devices have a nearly limitless design space, equally critical has been the ability to simulate light interaction with complex nanostructures. Advanced nanophotonic design commonly relies on computationally expensive 3D simulations. This project directly addresses the use of AI to assist with the design of photonic components, both for “classical” devices where improvements in performance or size will be sought, as well as design of new devices such as optical phased arrays, which rely on grating couplers as fundamental blocks. Artificial Intelligence will be used to develop efficient and accurate surrogate models for subwavelength grating structures. This will reduce the scale of simulations by a factor of hundreds and enable efficient design of advanced nanophotonic components that require metamaterials.

L’innovation dans le secteur de la nanophotonique résulte habituellement d’avancées importantes réalisées en nanofabrication. Les dispositifs nanophotoniques bénéficiant d’un espace de conception pratiquement illimité, la capacité de simuler l’interaction de la lumière avec des nanostructures complexes est également un aspect crucial de la recherche. La conception avancée en nanophotonique s’appuie habituellement sur des simulations 3D coûteuses en calculs. Le présent projet vise à exploiter l’utilisation de l’IA pour faciliter la conception des composants photoniques, aussi bien pour des dispositifs « classiques » dont les performances doivent être améliorées ou qui doivent être miniaturisés que pour la conception de nouveaux dispositifs tels que des réseaux optiques à commande de phase construits autour de coupleurs à réseaux. L’intelligence artificielle sera utilisée pour développer des modèles capables de simuler efficacement et précisément le comportement de réseaux de dimensions inférieures aux longueurs d’onde utilisées. Cette approche permettra de réduire l’échelle des simulations d’un facteur de plusieurs centaines et permettra de concevoir plus efficacement des composants nanophotoniques avancés nécessitant des métamatériaux.

In the short term, anticipated outcomes will be strengthened collaborations across industry, academia, and government to support research excellence. In the medium term, anticipated outcomes will be the development of new and potentially disruptive technologies with collaborators. In the long term, find collaborative solutions to public policy challenges and create stronger innovation systems.

À court terme, les résultats prévus seront des collaborations renforcées entre l'industrie, le milieu universitaire et le gouvernement pour soutenir l'excellence en recherche. À moyen terme, les résultats attendus seront le développement de nouvelles technologies potentiellement perturbatrices avec des collaborateurs. À long terme, trouver des solutions collaboratives aux défis des politiques publiques et créer des systèmes d'innovation plus solides.

Collaborate on multiparty research and development programs to catalyze transformative, high-risk, high-reward research with the potential for game-changing scientific discoveries and technological breakthroughs in priority areas.

Collaborer à des programmes multipartites de recherche-développement dans le but de profiter de la synergie entre la recherche transformatrice à haut risque et à haut rendement et le potentiel de découvertes scientifiques et de percées technologiques révolutionnaires dans des secteurs d’intervention prioritaires.