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2024년 Robert S. Hilbert 기념 광학 설계 공모전의 수상자를 발표하게 되어 영광입니다. 본 연례 행사에서는 매년 Synopsys 광학 솔루션 소프트웨어를 활용한 학생들의 기술과 창의성을 선보이며 광학 설계 분야에서 학생들의 혁신적인 아이디어를 인정합니다. 올해 수상자들은 그들의 설계 프로젝트로 우리에게 깊은 인상을 주었으며 아래에 성과를 공유하게 된 것을 자랑스럽게 생각합니다.
올해 공모전 수상작은 아래의 학교에서 탄생했습니다.
아래에 2024년 수상자들을 만나보십시오.
주제: “A Mach Zehnder Interferometer for Digital Optical Modulation"
활용한 Synopsys의 제품: RSoft Photonic Device Tools: MOST
Bellenbaum은 California Polytechnic State University의 학부생입니다. 그는 장거리 광통신을 위한 전기 광학 Mach-Zehnder Interferometer (MZI) 를 설계하고 RSoft MOST를 사용하여 기하학적 구조와 전압 변조를 최적화하여 정밀한 출력 제어를 달성했습니다. 그의 작업 중에서도 실제 적용분야에 대한 실질적인 고려 사항과 재질에 대한 최적화가 특히 더 돋보였습니다
Bellenbaum은 "광자 시스템의 응용을 탐색하기 위해 훌륭한 소프트웨어를 사용하여 실행을 통해 학습할 수 있는 기회를 주신 Cal Poly SLO와 Synopsys에 감사드립니다." 라는 소감을 남겼습니다.
주제: “2x1 Optical Multiplexer"
활용한 Synopsys의 제품: RSoft Photonic Device Tools: FullWAVE FDTD
Ghaffarian은 California Polytechnic State University의 학부생입니다. 그는 도파관을 사용하여 위상차를 활용하여 보강 또는 상쇄 간섭을 달성하는 2x1 광학 멀티플렉서를 설계했습니다. 그의 작업에는 멀티플렉서의 기능을 검증하기 위해 다양한 위상 관계를 시뮬레이션하고 선택된 도파관의 위상이 출력을 제어할 수 있음을 입증하는 작업이 포함되었습니다. Ghaffarian의 설계에는 고급 디지털 회로에 잠재적으로 응용할 수 있는 광학 컴퓨팅을 위한 기본 구성 요소가 포함되어 있습니다.
주제: “SWIR Microscope Objective for the Characterization of Single Quantum Dots for Quantum Communications"
활용한 Synopsys의 제품: CODE V
Hancock은 현재 University of Rochester에서 박사 학위 준비중입니다. 그의 출품작은 양자 통신에 사용되는 단일 양자점을 특성화하기 위한 0.65 NA SWIR 현미경 대물렌즈에 대한 두가지 솔루션을 제시했습니다. 하나는 오리지널이고 다른 하나는 특허에서부터 채택되었습니다. 두 디자인 모두 단일 광자 방출기 검증에 필수적인 높은 개구수 및 색수차 제어에 필요한 사양을 충족했습니다. Hancock의 작업에는 고성능과 제조 가능성을 보장하기 위한 반복적인 최적화 및 공차가 포함되었습니다.
Hancock은 “혁신적인 광학 소프트웨어를 사용할 수 있어 수상할 수 있게 되었습니다. 학생들에게 매력적이고 실용적인 렌즈 설계 실습 경험을 할 수 있도록 도와 학생들이 사용할 수 있도록 라이센스를 지원해 준 Synopsys에 감사드리고 싶습니다.” "또한 시스템과 개념적 영감을 준 Krauss 연구소뿐만 아니라 저에게 렌즈 디자인 분야를 소개하고 제가 아는 모든 것을 가르쳐 준 Julie Bentley, Georg Nadorff, Daniel Guzi에게도 감사의 말씀을 전하고 싶습니다!" 라고 수상 소감을 전했습니다.
주제: “Designing a Telephoto Camera System with Internal Focusing From Scratch for Safari Wildlife"
활용한 Synopsys의 제품: CODE V
Lazzara는 University of Rochester의 광학 엔지니어링 학부생으로 멸종 위기에 처한 야생 동물 사진 촬영을 위해 내부 초점이 있는 300mm F/2.8 망원 렌즈를 설계했으며, CODE V를 사용하여 서로 다른 재질 선택과 망원 비율로 두 가지 디자인을 최적화했습니다. 그의 작업은 안전한 거리에서 상세한 사진 촬영을 가능하게 하여 멸종 위기에 처한 종을 보호하는 것이 목적이었습니다.
Lazzara는 "전 글로벌 전역에 있는 렌즈 설계자를 위해 좋은 기회를 주신 Synopsys에게 감사드립니다." "이 시스템에 대한 노고를 인정받고 수상하게 되어 영광입니다. 저는 CODE V에서 두가지 품질의 솔루션 공간을 탐색하면서 많은 재미를 느꼈으며 앞으로도 더 많은 설계에 도전을 해보고 싶은 생각이 들었습니다. 훌륭한 지도를 해주신 저의 멘토 Jacob Sacks와 이렇게 흥미로운 프로젝트에 저를 배정해주신 Julie Bentley 교수님께 특별한 감사를 전하고 싶습니다.“ 라고 수상 소감을 밝혔습니다.
주제: “Half-Adder in Optical Logic Gates"
활용한 Synopsys 제품: RSoft Photonic Device Tools: FullWAVE FDTD
Lucia는 California Polytechnic State University에서 전기공학을 전공한 대학원생입니다. 그는 RSoft로 최적화된 광학 로직 게이트, AND 및 XOR 게이트를 사용하여 Half-Adder를 설계했습니다. 그의 작업은 광자 로직 게이트 통합의 복잡성을 설명하고 실제 광자 회로에서 광 로직 구현의 잠재력과 어려움을 강조했습니다.
Lucia는 "저의 프로젝트가 이 상을 받게 되어 영광입니다. 모호한 아이디어부터 RSoft의 세부 설계까지 컨셉을 가져갈 수 있어서 정말 보람찼습니다. 이 과정에서 저는 광학 설계, 시뮬레이션 및 광자 집적 회로에 대해 많은 것을 배웠습니다. 이와 같은 실습 경험을 제공해주신 Synopsys와 Dr. Derickson에게 감사를 드립니다!" 라고 수상 소감을 밝혔습니다.
주제: “Safety in Sight: Wide-Angle Lens for Rearview Car Camera"
활용한 Synopsys 제품: CODE V
Mabry는 University of Rochester의 광학 엔지니어링 학부생입니다. Mabry는 CODE V를 사용하여 구면 유리와 비구면 플라스틱 렌즈 설계를 비교하고 사각지대를 최소화하여 차량 안전성을 향상시키는 후방 차량 카메라용 광각 렌즈를 설계했습니다. 그녀의 작업은 해상도와 상대 조도를 크게 향상시켜 기존 특허보다 더 나은 성능을 제공하고 더 나은 운전 경험에 기여했습니다.
Mabry는 "이 공모전의 우승자로 선정되어 대단히 영광입니다. 한 학기동안 저를 지도해주시고 응원해주신 모든 분들께 감사의 말씀을 전합니다. 또한 학생들을 지원하기 위해 지속적으로 헌신해주신 Synopsys에 특별히 감사드립니다." 라고 전했습니다.
주제: “248nm Photolithography Objective for Printing AR/VR Metalenses"
활용한 Synopsys 제품: CODE V
Matchavariani는 University of Rochester 광학 엔지니어링 학부생입니다. 그녀는 AR/VR 디바이스에 사용되는 메타렌즈 인쇄를 위한 248nm 포토리소그래피 대물렌즈를 설계했으며 CODE V를 사용하여 고해상도와 왜곡 최소화를 달성하기 위해 30-렌즈 전체-실리카, 전체 구면 요소 시스템을 최적화했습니다. 그녀가 제출한 공모작은 첨단 프로젝션 리소그래피 기술을 통해 정확하고 효율적인 메타렌즈 대량 생산의 잠재력을 보여줬습니다.
Matchavariani는 "이 상을 받게 되어 영광입니다. CODE V를 통해 포토리소그래피의 흥미로운 세계를 탐험할 수 있는 기회를 주신 Rochester의 광학 커뮤니티와 Synopsys 팀에 감사드립니다. 또한 디자인 과정 전반에 걸쳐 인내심을 갖고 지도해주신 Julie Bentley 교수에게 감사드립니다." 라고 수상소감을 밝혔습니다.
주제: “A Hardware-Efficient Silicon Electronic-Photonic Chip for Optical Structured Neural Networks"
활용한 Synopsys 제품: Synopsys OptoDesigner
Ning은 University of Texas at Austin에서 전기 및 컴퓨터 공학을 전공하는 대학원생입니다. Ning은 Synopsys OptoDesigner를 활용하여 OSNN (Optical Structured Neural Network 용 반도체 전자 광자 칩을 개발했습니다. 그의 설계는 액티브 컴포넌트 사용과 제어 복잡성을 줄여 온칩 컨볼루션 작업 및 이미지 인식 작업에서 높은 효율성을 달성하고 차세대 AI accelerator를 위한 광학 컴퓨팅의 잠재력을 보여줬습니다.
Ning은 “이 상을 받게 돼 정말 영광입니다. 통합 포토닉스는 고성능 컴퓨팅과 AI 하드웨어 가속화를 위한 유망한 기술이었습니다. 최첨단 광자 집적 회로를 개발하기 위해 수많은 디바이스와 복잡한 레이아웃을 관리하는 설계자와 연구원을 지원하는 편리하고 효율적인 EDA 도구를 제공해준 Synopsys에 감사드리고 싶습니다. 또한 이 프로젝트 전반에 걸쳐 지도와 지원을 해준 Ray T. Chen 교수와 David Z. Pan 교수에게도 감사의 말씀을 전하고 싶습니다.” 라고 수상소감을 전했습니다.
주제: “2D Inversely-Designed 1x4 Optical Switch"
활용한 Synopsys 제품: RSoft Photonic Device Tools: FullWAVE FDTD
Shan은 University of Central Florida에서 광학 및 포토닉스 박사 학위를 준비중에 있습니다. Shan은 역설계 방법을 사용하여 소형 2D 1x4 광 스위치를 개발하여 단 11.84 µm x 11.84 µm의 설치 공간을 달성했습니다. FullWAVE FDTD를 사용하여 검증된 이 디자인은 전기 광학 변조를 활용하여 활성 영역의 굴절률을 제어하여 높은 전력 투과율과 낮은 crosstalk을 보장합니다. 혁신적인 접근 방식과 컴팩트한 디자인은 광소자 엔지니어링의 중요한 발전을 보여줍니다.
Shan은 “이 상을 받게 되어 정말 영광입니다. Synopsys에 매우 감사드립니다. RSoft 소프트웨어는 역설계 구조를 검증하고 추정할 수 있는 강력한 도구를 제공하여 작업을 보다 효율적이고 편리하게 만듭니다. 또한 저의 지도교수인 Shuo Pang 박사와 우리 연구실의 다른 구성원들에게도 감사의 말씀을 전하고 싶습니다. 그들의 도움과 귀중한 조언은 정말 큰 도움이 되었습니다.” 라고 수상소감을 전했습니다.
주제: “Embedded Wide-Angle Lens in a Football Helmet"
활용한 Synopsys 제품: CODE V
Usachev는 University of Rochester의 광학 엔지니어링 학부생입니다. 그녀는 미식축구 헬멧에 내장될 광학 이미징 렌즈 어셈블리를 설계하여 관중에게 몰입감 넘치는 시청 경험을 제공하고 선수와 코치에게 귀중한 통찰력을 제공했습니다. 7개의 비구면 플라스틱 요소와 IR 컷 필터를 활용한 그녀의 디자인은 CODE V를 사용하여 110° 시야각을 달성하고 성능 사양을 충족했습니다.
Usachev는 “이 대회에서 상을 받게 되어 매우 영광입니다. CODE V 소프트웨어를 활용함으로써 설계 역량을 강화하고 광학이 제공할 수 있는 새로운 분야에 대한 열정을 불러일으킬 수 있었습니다. 이 프로젝트를 지원해주신 Julie Bentley 교수와 Georg Nadorff 교수에게 진심으로 감사드립니다. 이들의 지도가 없었다면 이 성과는 불가능했을 것입니다.” 라고 수상 소감을 전했습니다.
주제: “Catadioptric Telephoto Camera for Lunar Photography”
활용한 Synopsys 제품: CODE V
Varley는 University of Rochester의 대학원생입니다. Varley의 논문은 구형 거울과 렌즈만 사용하고 기존 Canon 특허를 기반으로 특별히 달 사진 촬영을 위한 휴대용 고해상도 반사굴절 망원 카메라의 설계와 최적화 프로세스를 자세히 설명했습니다. 최소 비네팅 및 높은 Modulation Transfer Function (MTF)와 같은 엄격한 성능 기준을 충족하도록 최적화된 최종 디자인은 Copernicus 분화구와 같은 달의 세부 사항을 식별할 수 있는 해상도를 성공적으로 달성하여 고해상도 달 사진 촬영에 적합합니다.
Varley는 "이 상을 받게 되어 정말 영광입니다. 프로젝트에 참여하고 CODE V를 사용하여 다양한 측면을 분석하고 최적화하여 최고의 디자인 결과를 달성하는 것은 정말 즐거웠습니다. 저는 제 경력을 확장하고 싶습니다. 이 노력 전반에 걸쳐 귀중한 지도를 해준 Julie Bentley 교수와 Georg Nadorff 교수에게 감사드립니다."라고 수상 소감을 전했습니다.
모든 우승자들을 축하합니다! 우리는 이 학생들이 Synopsys의 광학 솔루션 소프트웨어를 사용하여 제출한 혁신적인 작품을 매우 자랑스럽게 생각합니다. 이들의 프로젝트는 광학 설계의 경계를 넓힐 뿐만 아니라 해당 분야의 미래 발전에 영감을 줍니다. Synopsys는 광학 및 포토닉스 산업에서 이들의 작업이 계속해서 영향력을 발휘할 수 있기를 기대합니다.
Robert S. Hilbert Memorial 광학 설계 공모전에 대해
매년 열리는 Robert S. Hilbert Memorial 광학 설계 공모전에서는 학생들의 광학 설계 프로젝트의 우수성을 인정합니다. 이 대회는 ORA®(현 Synopsys Optical Solutions)에 의해 2000년에 설립되었으며, 2009년에는 ORA의 전 사장 겸 CEO인 Robert S. Hilbert의 이름을 따서 명명되었습니다. 앞으로 공모전 참여를 준비하기 위해서 북미 학생들은 Synopsys 광학 설계 소프트웨어를 사용하는 광학 설계 수업 과제 또는 논문 작업에 참가할 수 있습니다. 자세한 내용은 https://www.synopsys.com/optical-solutions/learn/competition.html 을 방문하십시오.
Synopsys 광학 솔루션 그룹이 후원하는 대학 및 기타 교육 프로그램에 대한 자세한 내용을 보려면 https://www.synopsys.com/optical-solutions/learn.html 을 방문하십시오.