西安光机所“AI+光学”又有重要进展！5月7日，记者了解到：该所姚保利、柏晨研究员团队联合西北农林科技大学展开研究，在微观世界为光建造了一条“智能传送带”。他们创新性提出了“多先验物理增强神经网络”的新方法，能够精确地输运粒子，使其在弯曲路径上也能“走”得又快又稳。相关成果发表在《光：先进制造》上。

基于全息光镊的光学传输带技术可以把激光塑造成一条能抓住微粒的无形轨道。因为具有不接触、高精度、低损伤等显著优势，该技术是支撑高端制造、生命健康等国家重大战略需求的关键技术之一。

“传统方法一遇到复杂路径就容易出错，在紧聚焦条件下不够准。现在流行的深度学习方法又需要大量数据，且泛化能力差，还容易让光场出现散斑噪声或相位断裂，影响输运质量。”柏晨解释。

“多先验物理增强神经网络”这一方法让神经网络在生成光路图案时，必须同时遵守好几条“规矩”，从而在无需训练数据的情况下，实现任意复杂输运路径对应的计算全息图的高保真重建。

在此基础上，团队构建了光学传输带系统，用生成的光路去输运直径仅1微米的粒子。结果显示，即使是长距离、高复杂度输运轨迹验证实验，微粒也能顺利走完，说明“多先验物理增强神经网络”生成的光学传输带具有很强的扩展性和稳健性。

柏晨介绍：“新方法不仅考虑了光的波动特性，还通过多重约束确保了光场的均匀性。微粒在运输过程中既不容易偏离方向，又不会卡顿。”

这项成果显著提升了紧聚焦光场质量和微粒稳定输运能力，推动光镊技术从单一操控向可编程、智能化的光学传输带升级，为智能光学操控、微纳制造、靶向给药等领域开辟了新的发展空间。

编辑：呼乐乐