Optisk netværk former lysimpulser

Et team af UCLA-ingeniører og forskere har udviklet en ny metode til at forme lysimpulser ved at skabe fysiske netværk, der er sammensat specielt konstruerede lag. Disse lag er designet ved hjælp af deep learning og derefter fremstillet ved hjælp af 3-D-print og stablet sammen, efter hinanden, danner et optisk netværk, der er i stand til at udføre forskellige beregningsopgaver ved hjælp af optiske bølger og lysdiffraktion. Tidligere undersøgelser demonstrerede al-optisk klassificering og genkendelse af billeder ved hjælp af disse dybe læringsdesignede diffraktive netværk.

I dette seneste arbejde, udgivet i Naturkommunikation , UCLA-forskere skabte diffraktive optiske netværk, der kan tage en input-lysimpuls og sende den gennem specielt konstruerede lag for at forme outputimpulsen, der forlader det optiske netværk, til en ønsket tidslig bølgeform. Dette pulsformende netværk blev demonstreret i terahertz del af det elektromagnetiske spektrum for første gang, viser syntesen af ​​forskellige former for terahertz-impulser. Ved præcist at kontrollere både fasen og amplituden af ​​en bredbåndsinputimpuls over et kontinuum af bølgelængder, frembringelsen af ​​forskellige pulsformer med forskellige pulsbredder blev demonstreret.

Denne pulsformende tilgang er sammensat af passive diffraktive lag, der ikke forbruger strøm og kan bruges til direkte at konstruere terahertz-impulser genereret gennem, for eksempel, kvante kaskade lasere, faststofkredsløb og partikelacceleratorer. En anden stor fordel ved denne dybe læringsbaserede tilgang er, at den er alsidig og let kan tilpasses til ingeniør terahertz-impulser uanset deres polarisationstilstand, strålekvalitet eller aberrationer.

Professor Aydogan Ozcan, Volgenau -formand for ingeniørinnovation og en kanslerprofessor i elektrisk og computerteknik ved UCLA, understregede, at denne ramme kan anvendes på andre dele af det elektromagnetiske spektrum til at forme optiske impulser og vil finde bred anvendelse i forskellige applikationer, såsom ved ultrahurtig billeddannelse, spektroskopi og optisk telekommunikation. Diffraktive optiske netværk åbner op for et væld af nye designmuligheder, især i terahertz del af spektret, hvor eksisterende enheder og komponenter har nogle vigtige begrænsninger, tilføjede professor Mona Jarrahi fra UCLA.