相位調控和偏振旋轉相結合的全光信息處理方法
全光信息處理具有響應速度快、損耗低、并行度高等優(yōu)勢,在圖像識別、視頻分析和智能傳感等諸多領域具有重要應用。作為全光信息處理的主要載體,全光衍射神經網絡通過層間光學衍射實現(xiàn)光信號的快速處理。然而,傳統(tǒng)全光衍射神經網絡受其互易特性的制約,無法實現(xiàn)單向到雙向信息處理的功能切換,難以兼顧信息安全和數(shù)據(jù)共享。面對用戶多樣化的信息獲取需求,如何在確保信息安全的前提下達成數(shù)據(jù)共享是全光信息處理領域需要解決的難題之一。 9<mj@bI$ >E=a~ O 在國家自然科學基金項目(批準號:61988102,62271320)資助下,上海理工大學莊松林院士、朱亦鳴教授和臧小飛教授團隊與寧波東方理工大學(暫名)丁飛教授團隊針對上述難題,提出相位調控和偏振旋轉相結合的全光信息處理方法,研究成果以“面向信息安全和共享的偏振選擇性單向-雙向衍射神經網絡”(Polarization-selective unidirectional and bidirectional diffractive neural networks for information security and sharing)為題,于2025年5月14日在線發(fā)表在《自然·通訊》(Nature Communications)上。 1<|I[EI
[attachment=132626] 0O4mA&&!oK 反應原理圖 ,_zt?o\ 研究團隊通過控制超構表面單元結構面內旋轉方向,調控光衍射過程中的相位和偏振態(tài),從而構建出偏振可切換的衍射神經網絡架構。該架構在x-/y-偏振入射下實現(xiàn)信息的單向傳輸,在45°線偏振入射下實現(xiàn)信息的雙向傳輸,形成非對稱的全光衍射處理,解決了光信號單向傳輸?shù)诫p向傳輸功能切換的問題。進一步,團隊設計了級聯(lián)型雙層超構表面分類和成像器件,搭建了具有100×100個神經元的偏振選擇性單向-雙向衍射神經網絡原型系統(tǒng)(圖),驗證了新型全光信息處理方法的有效性。 gMn)<u
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