مؤسسه مکانیک نوری چانگچون در تشخیص میدان نوری با ابعاد بالا پیشرفت کرد

مؤسسه ماشین آلات و فیزیک نوری چانگچون، آکادمی علوم چین، مطلع شد که تیم تحقیقاتی این موسسه برای اولین بار در جامعه بین المللی از یک دستگاه واحد از طریق یک اندازه گیری منفرد از محدوده طیفی پهنای باند میدان نوری با ابعاد بالا استفاده می کند. تغییرات دلخواه در قطبش و شدت توصیف جامع، در نتیجه پیشرفت دستیابی به موفقیت در تشخیص اطلاعات میدان نور با ابعاد بالا.
با توسعه سریع فناوری اطلاعات، تقاضای فزاینده ای برای درک میدان نور وجود دارد. میدان نوری حاوی ابعاد متعددی از اطلاعات مانند شدت، قطبش، فرکانس و فاز است. در میان آنها، تشخیص طیفی و تشخیص قطبش حاوی اطلاعاتی در مورد ترکیب مواد و توپوگرافی سطح یک جسم است که در زمینه های ارتباط نوری، سنجش از دور و بازرسی صنعتی از ارزش کاربردی زیادی برخوردار است.
قطبش فعلی و آشکارسازهای طیفی معمولاً فقط شدت و قطبش را در یک طول موج ثابت یا اطلاعات شدت و طول موج را در یک قطبش یکنواخت اندازه‌گیری می‌کنند. با این حال، در بسیاری از سناریوها در طبیعت، میدان های نوری ممکن است دارای قطبش دلخواه و تغییرات شدت در یک محدوده طیفی گسترده باشند، و دستیابی به چنین اطلاعات با ابعاد بالا برای آشکارسازهای موجود دشوار است.
محققان ایده نوآورانه "استفاده از ویژگی های پراکندگی فضایی و فرکانس رابط های نوری برای تعدیل قطبش و پاسخ طیفی در فضای بردار موج" را پیشنهاد کردند، که تمام اطلاعات میدان های نوری با ابعاد بالا را در یک نتیجه تصویربرداری نگاشت می کند. همراه با روش یادگیری عمیق برای رمزگشایی قطبش و اطلاعات طیفی، تشخیص اطلاعات نوری با ابعاد بالا در نهایت محقق می شود و دقت تشخیص قابل مقایسه با قطبشگرها یا طیف سنج های کوچک تک کاره پیشرفته موجود است.
علاوه بر این، با ترکیب ساده یک فیلم نازک با یک آرایه میکرولنز و یک آرایه سنسور تصویربرداری به سبک «ساندویچ»، آنها یک تصویرگر میدان نور فوق‌العاده یکپارچه با ابعاد بالا ساخته‌اند که نیازی به تراز و یک اندازه‌گیری ندارد. این پیشرفت برای تشخیص اطلاعات فوق فشرده و با ابعاد بالا و تشخیص تصویربرداری، راه جدیدی را باز می کند.
قابل درک است که این روش دارای پتانسیل تشخیص فوق باند پهن است و روش پیشنهادی را می توان با پردازش تصویر، محدوده و سایر عملکردها برای دستیابی به تشخیص میدان نوری با ابعاد بالاتر ادغام کرد. در عین حال، استفاده از کریستال های فوتونی، سطوح فوق العاده و مواد دو بعدی به جای ساختارهای لایه نازک می تواند وضوح تشخیص و قابلیت های یکپارچه سازی را بیشتر بهبود بخشد.
علاوه بر این، این یک جهت تحقیقاتی آینده برای تیم تحقیقاتی است که مدل فیزیکی موجود در آن را به صورت ارگانیک با یادگیری عمیق ترکیب کند تا توانایی حل را افزایش دهد و مقدار داده های پیشینی مورد نیاز را کاهش دهد.
نتایج مرتبط در Nature با دانشجویان دکترا یادونگ فن، ویان هوانگ و فی ژو از موسسه مکانیک نوری چانگچون، آکادمی علوم چین (CIO) به عنوان اولین نویسندگان مقاله و محقق وی لی، دستیار محقق منتشر شد. چونچی جین از موسسه مکانیک نوری چانگچون، آکادمی علوم چین (CIO) و پروفسور چنگ وی کیو از دانشگاه ملی سنگاپور (NUS) به عنوان نویسندگان همکار.