VortexChat：用于多目标集成光子自动设计的智能体框架

VortexChat是一个智能体框架，用于从自然语言描述自动进行集成光子器件的逆向设计，结合大语言模型决策代理、拓扑生成、梯度优化与全波仿真，实现闭环迭代。该框架在Vortex100基准上无需人工干预即可满足所有性能指标，并通过实验制造了宽带太赫兹涡旋光束复用器，实测验证了高效率和高模式纯度。

此前光子器件逆向设计依赖专家监督和人工仿真，缺乏端到端自动化。VortexChat首次展示LLM代理可承担关键专家决策，自主生成符合严格性能阈值的器件，并通过实验制造验证，向自动化设计复杂集成光子系统的方向迈出可扩展的一步。

框架将LLM作为决策核心，自动分解设计目标、调用计算工具（拓扑生成、梯度优化、全波仿真），并根据仿真反馈调整策略，形成闭环。这种机制将经验驱动的设计过程转化为数据驱动的迭代，减少人工介入，同时通过基准约束和实验验证确保物理可行性与制造可行性。

对光子集成产品研发而言，可显著缩短设计周期和降低对专家经验的依赖，加速从需求到可制造设计的转化。但当前技术尚处研究阶段，实际工程化应用仍需验证鲁棒性和扩展性，短期不会直接替代现有设计工具，但为未来自动化设计流程提供了可行路径。

• 开发面向光子芯片设计团队的自动化设计工具，集成VortexChat类似流程，加速原型验证。
• 将此类智能体用于设计特种涡旋光束生成器，拓展在通信、传感领域的应用产品。
• 建立针对特定光子器件的基准测试，提升智能体设计的可靠性和可比较性。

• VortexChat在处理更复杂或更大规模光子器件时的扩展性如何？
• 其设计产出在批量制造中的良率与一致性是否达标？
• 该框架对不同制造工艺的适配程度如何，是否依赖特定仿真工具？
• 实际设计时间成本与人工专家相比是否具备显著优势？