在光學技術領域,全息成像以其能夠完整捕捉并再現物體所有光學信息的獨特能力,正逐步在視覺體驗、安全加密等多個領域展現其無限潛力。然而,傳統全息技術面臨一個關鍵挑戰:如何在保持信息高保真度和高隔離度的同時,滿足日益增長的信息容量需求。這一難題激發了科研人員對新型解決方案的探索。
超表面的出現,為全息成像技術的發展帶來了新的曙光。作為一種創新的二維光學器件,超表面能夠在亞波長尺度上靈活操控光波的振幅、相位、偏振態等多個維度,展現出超越傳統光學器件的小型化、緊湊化和高度集成化的優勢。這一特性使其成為全息成像技術的理想平臺,有望實現信息容量的顯著提升。
中國科學院上海技術物理研究所紅外科學與技術全國重點實驗室的李冠海和陳效雙研究團隊,通過深入研究,提出了一種創新的非交錯超表面逆向設計方法。該方法基于第一類瑞利-索末菲衍射積分公式,對GS算法進行了優化,成功獲取了高質量全息圖像在超表面處的相位分布。通過結合旋轉瓊斯矩陣和梯度下降法,團隊實現了對每個超原子幾何參數的精確控制,以及對超表面的精細設計,從而在確保全息圖像之間高隔離度的前提下,大幅提升了信道數量。
利用這一方法,研究團隊成功設計了一種非交錯超表面,僅需利用超原子的長、寬和旋轉角三個自由度,便實現了三偏振信道、三波長信道以及雙衍射距離的多維復用。在單張超表面上,他們集成了18張高保真度、低串擾的全息圖像,這一成果標志著全息成像技術信道容量的重大突破。
為了驗證這一創新設計的有效性,研究團隊利用FDTD仿真軟件對兩個具有代表性的非交錯型超表面器件進行了測試。結果表明,他們所提出的逆向設計方法不僅實現了高隔離度的極多信道數量多維復用,還保持了高保真度的全息圖像再現。在波長信道和偏振態信道的復用基礎上,團隊進一步引入了空間距離作為復用維度,設置了兩個不同的焦平面,從而綜合生成了18個波長-偏振態-衍射距離多維復用信道。
如圖2所示,仿真結果顯示了在單衍射距離下,波長信道和偏振態信道復用的全息結果,以及相應的隔離度曲線和相關系數曲線。這些結果充分展示了該非交錯型超表面在保持高隔離度和高保真度方面的卓越性能。圖3則進一步展示了在引入空間距離后,波長-偏振態-衍射距離多維信道復用的全息結果,同樣表現出優異的性能。
這一研究成果不僅為超表面的精確控制和精心設計提供了新的思路,還為全息成像、高密度信息存儲、信息加密等領域的發展注入了新的活力。通過實現18個高隔離度和高保真度的多維復用信道,該研究為進一步提升超表面的信道容量提供了可能,有望推動相關領域的技術創新和應用拓展。
該研究成果已在《Advanced Optical Materials》期刊上發表,得到了科技部、國家自然科學基金委、上海市科委、中科院等項目的資助,同時國科大杭州高等研究院、上海量子科學研究中心等也為本工作提供了協助。
舉報 0收藏 0打賞 0評論 0分享 0 更多>同類資訊VO2布儒斯特效應引領超寬帶定向熱發射器新突破03-25湖北民族大學經管學院2025年會計碩士復試名單揭曉,誰將脫穎而出?03-25三峽大學馬院2025年研究生復試錄取細則:全面考核,擇優錄取03-25洛梵狄完成近億元B輪融資,突破海外技術壁壘引領Ebike核心零件市場03-25三星電子聯席CEO韓鐘熙突發心臟病離世,享年63歲03-25獲評年度軟件產品!藍凌AI低代碼平臺中國社科院《互聯網周刊》、德本咨詢、eNet研究院聯合發布2024年度產品榜單,藍凌AI低代碼平臺與小米SU7、豆包等共同登榜。藍凌AI低代碼平臺,致力于打造業務驅動的企業數字化新引擎,支持數據模型等賦能,三位一體(0代碼+低代碼+源代碼)、AI加持,助力企業升級數智化生03-25三星電子聯席CEO韓鐘熙突發心臟病,63歲英年早逝三星電子證實,其聯席首席CEO韓鐘熙(???)因突發心臟病去世,享年 63 歲。 據報道,韓鐘熙 22日出席女兒的婚宴后被緊急送往首爾三星醫院,因心臟病發作,后被宣布死亡。 據悉,韓鐘熙數天前參觀了在上海新…03-25小紅書跨境電商新征途:能否打破“小而美”的局限?3月10日,在“TikTok難民”基本回巢后,小紅書發布“電商出海領航計劃”,又一次進軍跨境電商。 TikTok快速實現商業化的基礎,是過去7年在美國積累的1.7億用戶,以及超過700萬的活躍商業賬戶,并建…03-25天津銀行與重慶銀行業績比拼:市值差異背后的故事在各銀行紛紛向零售轉型后,天津銀行亦開啟“超常規發展大零售”戰略,將零售業務收入占比從2018年的18.74%提升至2019年的37.15%,但之后持續下滑。去年,該行零售業務收入43.56億元,同比下滑17…03-25本文鏈接:http://www.tebozhan.com/showinfo-16-138463-0.html上海技物所新突破:非交錯超表面實現高隔離度多維全息復用
聲明:本網頁內容旨在傳播知識,若有侵權等問題請及時與本網聯系,我們將在第一時間刪除處理。郵件:2376512515@qq.com