科学家揭示利用衍射波前处理的全光相位共轭方法

加州大学洛杉矶分校 (UCLA) 的科学家公布了一项可能彻底改变成像和光通信领域的技术。这项研究由 Aydogan Ozcan 及其团队领导，引入了一种使用衍射波前处理的全光相位共轭 (OPC) 方法。

这项新技术提供了前所未有的能力，可以校正多种波长的光学畸变，并可能对各个领域产生重大影响。该研究成果已发表在《自然通讯》上。

传统的光学相位共轭方法(包括模拟和数字技术)长期以来一直用于校正从医学成像到激光束聚焦等应用中的波前畸变。然而，这些方法通常具有诸如能量效率低、光谱操作窄带、系统复杂度高和响应时间慢等局限性。

加州大学洛杉矶分校的研究人员开发的新型全光学相位共轭方法克服了这些挑战，他们利用深度学习来优化一组无源衍射层，这些衍射层可以处理扭曲的光场，并全光学地生成多个波长的相位共轭对应物。

该方法不仅比现有技术更快、更节能，而且更紧凑、更可扩展，涵盖不同光谱带的应用。

创新的 OPC 框架建立在深度学习设计的衍射光学结构之上。这些结构旨在对具有未知相位畸变的光场进行相位共轭。

通过使光线穿过一系列 3D 打印的衍射层，该系统可以将多个波长的扭曲波前转换为光速的共轭波前，而无需进行数字计算或主动调制。

加州大学洛杉矶分校团队利用太赫兹 (THz) 辐射展示了该系统的有效性。他们制作了一个三层衍射 OPC 处理器，并成功纠正了模型训练期间从未遇到过的光学畸变。这项实验验证证实了该系统能够有效处理现实世界中的光学畸变。

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