VortexChat：一个用于自主多目标集成光子设计的代理框架

arXiv cs.AI 论文
integrated-photonics inverse-design llm-agent autonomous-design photonic-design framework

摘要

VortexChat 是一个基于大语言模型的代理框架，能够从自然语言规范自动化集成光子器件的逆设计，并通过自主制造高性能太赫兹复用器进行演示。

arXiv:2608.20688v1 Announce Type: new 摘要：现代集成光子学的进展常因设备设计工作流程严重依赖人工模拟和专家直觉而受限。虽然逆设计提供了一种替代方案，但仍受制于专家监督和缺乏端到端自动化。为解决这些问题，我们提出 VortexChat，一个用于从自然语言规范直接进行集成光子设备自主、端到端逆设计的代理框架。VortexChat 将大语言模型（LLM）决策代理与拓扑生成、基于梯度的优化和全波电磁模拟相结合。这种闭环架构使系统能够迭代分解设计目标、协调计算工具，并根据反馈更新策略，同时最大限度减少人工干预。受限于 Vortex100 基准的绝对指标，VortexChat 能自主生成严格满足所有预定义性能阈值的设备，无需任何人工参与。作为实验验证，我们制造了一个由 VortexChat 自主设计的宽带太赫兹完美涡旋波束复用器，测量结果证实其具有高效率操作、高模式纯度和低通道间串扰，与全波模拟一致。这些结果表明，大语言模型代理能够在光子逆设计中承担专家决策的关键方面，同时保持物理真实性和制造可行性，为复杂集成光子系统的自主设计提供了一条可扩展的路径。
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缓存时间: 2026/08/24 04:20 

# VortexChat：基于智能体的自主多目标集成光子设计框架
来源：https://arxiv.org/abs/2608.20688  
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> **摘要**：现代集成光子学的发展常受限于高度依赖人工仿真与专家经验的器件设计流程。尽管逆向设计提供了替代方案，但仍受制于专家监督且缺乏端到端自动化。为此，我们提出VortexChat——一个基于智能体的自主端到端逆向设计框架，可直接通过自然语言规格说明实现集成光子器件的自动设计。VortexChat将大语言模型（LLM）决策智能体与拓扑生成、梯度优化及全波电磁仿真相结合。这种闭环架构使系统能在最小人工干预下，通过反馈迭代分解设计目标、调度计算工具并更新策略。在Vortex100基准测试的绝对指标约束下，VortexChat无需人工干预即可自主生成完全满足所有预定义性能阈值的器件。作为实验验证，我们制造了由VortexChat自主设计的宽带太赫兹完美涡旋波束复用器，测量结果证实其具有高效运行、高模式纯度及低信道串扰特性，与全波仿真结果高度吻合。这些研究表明，LLM智能体能够在保持物理真实性和制造可行性的前提下，承担光子逆向设计中关键的专家决策功能，为复杂集成光子系统的自主设计提供了可扩展的解决方案。

## 提交记录
来自：Fa Qian Chong [查看邮箱（https://arxiv.org/show-email/54383e47/2608.20688）] **[v1]** 2026年8月21日 周五 02:50:44 UTC（2,106 KB）

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