QQ在線
企業(yè)微信
資訊
159光學(xué)全息技術(shù)領(lǐng)域再獲突破——光的三維矢量狀態(tài)可作為獨(dú)立信息載體，實(shí)現(xiàn)信息編碼和復(fù)用，首次在全息中被證明。中國工程院外籍院士、澳大利亞科學(xué)院與工程院院士、國際光學(xué)Dennis Gabor獎(jiǎng)獲得者、上海理工大學(xué)人工智能納米光子學(xué)研究中心顧敏教授領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)首次利用機(jī)器學(xué)習(xí)反求設(shè)計(jì)（machine-learning inverse design）實(shí)現(xiàn)了三維矢量全息(Three-dimensional vectorial holography)的新概念，有望應(yīng)用在超寬帶全息顯示、超安全信息加密以及超容量光存儲(chǔ)、超精確粒子操控等各個(gè)領(lǐng)域。相關(guān)研究成果發(fā)表在 《科學(xué)》子刊《科學(xué)進(jìn)展》上。
光是一種電磁波，其在介質(zhì)中傳播的同時(shí)伴隨著電磁和磁場的振蕩，被稱為光的矢量特性。基于光波的橫波特性，光的振蕩通常被限制在與其傳播方向垂直的二維平面上。近些年，研究發(fā)現(xiàn)光的振蕩可打破傳統(tǒng)二維平面的束縛，通過干涉產(chǎn)生縱向光振蕩，即形成第三維光矢量。
一直以來，精確產(chǎn)生任意三維矢量光場是一個(gè)世界性難題，因其需要十分復(fù)雜的反求設(shè)計(jì)，超出了人類知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的邊界。顧敏院士指導(dǎo)的科研人員利用機(jī)器學(xué)習(xí)反求設(shè)計(jì)率先實(shí)現(xiàn)了三維矢量全息，可精確地控制三維全息圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的任意三維矢量狀態(tài)。
通過機(jī)器學(xué)習(xí)，團(tuán)隊(duì)首次實(shí)現(xiàn)了三維矢量光的操控，并將機(jī)器學(xué)習(xí)的算法延伸到光學(xué)全息中去，”顧敏院士說，這樣的操控是全方位的，包括對(duì)每個(gè)三維矢量光攜帶的信息進(jìn)行編碼、傳輸和解碼，消除了傳統(tǒng)二維偏振光的束縛?！?/span>
“機(jī)器學(xué)習(xí)在光學(xué)設(shè)計(jì)中扮演著越來越重要的作用。我們研究證明訓(xùn)練后的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可有效地、快速地產(chǎn)生任意三維矢量光場，達(dá)到接近百分之百的準(zhǔn)確性，極大地提高了光場調(diào)控的效率?！?/span>
“機(jī)器學(xué)習(xí)在光學(xué)設(shè)計(jì)中扮演著越來越重要的作用。我們研究證明訓(xùn)練后的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可有效地、快速地產(chǎn)生任意三維矢量光場，達(dá)到接近百分之百的準(zhǔn)確性，極大地提高了光場調(diào)控的效率?！蔽恼碌谝蛔髡呷魏迫徊┦空f。
顧敏院士說：“這項(xiàng)發(fā)明不僅為下一代超寬帶、超大容量、超快速并行處理的光學(xué)全息系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)也為加深理解光與物質(zhì)的相互作用提供了一個(gè)嶄新的平臺(tái)?！?/span>
