Institutul de mecanică optică Changchun face o descoperire în domeniul detectării câmpurilor de lumină de dimensiuni înalte

Institutul Changchun de Mașini și Fizică de Precizie Optică, Academia Chineză de Științe, a fost informat că echipa de cercetare a Institutului, pentru prima dată în comunitatea internațională, a utilizat un singur dispozitiv printr-o singură măsurare a gamei spectrale de bandă largă a câmpului luminos de înaltă dimensiune cu modificări arbitrare în polarizarea și intensitatea caracterizării cuprinzătoare, realizând astfel progresul revoluționar al detectării informațiilor de câmp luminos de înaltă dimensiune.
Odată cu dezvoltarea rapidă a tehnologiei informației, există o cerere din ce în ce mai mare pentru percepția câmpului luminos. Câmpul luminos conține mai multe dimensiuni de informații, cum ar fi intensitatea, polarizarea, frecvența și faza. Printre acestea, detectarea spectrală și detectarea polarizării conțin informații despre compoziția materialului și topografia suprafeței unui obiect, care sunt de mare valoare aplicativă în domeniile comunicației optice, teledetecției și inspecției industriale.
Polarizarea curentă și detectoarele spectrale măsoară, de obicei, intensitatea și polarizarea doar la o lungime de undă fixă ​​sau informații despre intensitatea și lungimea de undă la o polarizare uniformă. Cu toate acestea, în multe scenarii din natură, câmpurile luminoase pot prezenta polarizare arbitrară și variații de intensitate pe un interval spectral larg și este dificil pentru detectoarele existente să realizeze detectarea unor astfel de informații cu dimensiuni înalte.
Cercetătorii au propus ideea inovatoare de „utilizare a proprietăților de dispersie spațială și de frecvență ale interfețelor optice pentru a modula polarizarea și răspunsul spectral în spațiul vectorului de undă”, care mapează toate informațiile câmpurilor luminoase de dimensiuni mari într-un singur rezultat al imagisticii. Împreună cu metoda de învățare profundă pentru a decoda polarizarea și informațiile spectrale, detectarea informațiilor optice cu dimensiuni înalte este în sfârșit realizată, iar acuratețea de detecție este comparabilă cu cea a polarizatoarelor sau spectrometrelor mici avansate cu o singură funcție.
În plus, pur și simplu combinând o peliculă subțire cu o matrice de microlens și o matrice de senzori de imagine într-un stil „sandwich”, aceștia au realizat un imager cu câmp luminos de dimensiuni înalte ultra-integrat care nu necesită aliniere și o singură măsurătoare. Acest rezultat inovator pentru detectarea informațiilor ultra-compacte, cu dimensiuni mari și pentru detectarea imaginilor deschide o nouă cale.
Se înțelege că această metodă are potențialul de detectare în bandă ultra-largă, iar metoda propusă poate fi integrată în continuare cu procesarea imaginii, gama și alte funcții pentru a obține o detecție a câmpului luminos dimensional mai mare. În același timp, utilizarea cristalelor fotonice, suprafețelor și materialelor bidimensionale în locul structurilor cu peliculă subțire poate îmbunătăți și mai mult rezoluția de detecție și capacitățile de integrare.
În plus, este, de asemenea, o direcție viitoare de cercetare pentru echipa de cercetare să combine în continuare organic modelul fizic din acesta cu învățarea profundă pentru a îmbunătăți capacitatea de rezolvare și a reduce cantitatea de date a priori necesare.
Rezultatele aferente au fost publicate în Nature, cu studenții doctoranzi Yandong Fan, Weian Huang și Fei Zhu de la Institutul de Mecanică Optică Changchun, Academia Chineză de Științe (CIO) ca co-primi autori ai lucrării și cercetătorul Wei Li, cercetător asistent. Chunqi Jin de la Institutul de Mecanică Optică Changchun, Academia Chineză de Științe (CIO) și Prof. Cheng-Wei Qiu de la Universitatea Națională din Singapore (NUS) ca autori corespondenți.