Чанчунський інститут оптичної механіки зробив прорив у високовимірному виявленні світлового поля

Інститут прецизійної оптичної техніки та фізики Чанчунь Академії наук Китаю був поінформований про те, що дослідницька група Інституту вперше в міжнародному співтоваристві використала один пристрій за допомогою одного вимірювання широкосмугового спектрального діапазону високовимірного світлового поля з довільні зміни в поляризації та інтенсивності комплексної характеристики, таким чином реалізуючи проривний прогрес у виявленні інформації світлового поля високої розмірності.
Зі швидким розвитком інформаційних технологій зростає попит на сприйняття світлового поля. Світлове поле містить кілька вимірів інформації, таких як інтенсивність, поляризація, частота та фаза. Серед них спектральне детектування та детектування поляризації містять інформацію про склад матеріалу та рельєф поверхні об’єкта, які мають велике прикладне значення в галузі оптичного зв’язку, дистанційного зондування та промислового контролю.
Поточні поляризаційні та спектральні детектори зазвичай вимірюють лише інтенсивність та поляризацію на фіксованій довжині хвилі або інформацію про інтенсивність та довжину хвилі на рівномірній поляризації. Однак у багатьох природних сценаріях світлові поля можуть нести довільні варіації поляризації та інтенсивності в широкому спектральному діапазоні, і існуючим детекторам важко виявити таку багатовимірну інформацію.
Дослідники запропонували інноваційну ідею «використання властивостей просторової та частотної дисперсії оптичних інтерфейсів для модуляції поляризації та спектрального відгуку в просторі хвильового вектора», яка відображає всю інформацію високовимірних світлових полів в єдиний результат зображення. Разом із методом глибокого навчання для декодування поляризаційної та спектральної інформації виявлення високовимірної оптичної інформації нарешті реалізовано, а точність виявлення порівнянна з точністю існуючих передових однофункціональних малих поляризаторів або спектрометрів.
Крім того, шляхом простого об’єднання тонкої плівки з матрицею мікролінз і матрицею датчиків зображення в стилі «сендвіч» вони створили ультраінтегровану високорозмірну фотокамеру світлового поля, яка не потребує вирівнювання та одного вимірювання. Цей прорив у надкомпактному виявленні великої інформації та виявленні зображень відкриває новий шлях.
Зрозуміло, що цей метод має потенціал для надширокосмугового виявлення, і запропонований метод можна додатково інтегрувати з обробкою зображень, визначенням діапазону та іншими функціями для досягнення більшого вимірного виявлення світлового поля. У той же час використання фотонних кристалів, надповерхонь і двовимірних матеріалів замість тонкоплівкових структур може ще більше покращити роздільну здатність виявлення та можливості інтеграції.
Крім того, це також напрямок майбутніх досліджень для дослідницької групи, щоб подальше органічно поєднати фізичну модель у ній із глибоким навчанням, щоб покращити можливості розв’язування та зменшити кількість необхідних апріорних даних.
Відповідні результати були опубліковані в журналі Nature, а докторанти Яньдун Фан, Вейань Хуан і Фей Чжу з Інституту оптичної механіки Чанчунь Академії наук Китаю (CIO) були співавторами статті, а також дослідник Вей Лі, помічник наукового співробітника. Chunqi Jin з Чанчуньського інституту оптичної механіки Китайської академії наук (CIO) і професор Cheng-Wei Qiu з Національного університету Сінгапуру (NUS) як співавтори.