_ Rețea neuronală asistată înalt spațial -polarimetria de rezoluție cu metasuprafețe chirale neintercalate

Polarimetria joacă un rol cheie în aplicații largi de la teledetecție și astronomie până la biologie și microscopie. Sistemele tradiționale de polarimetrie sunt echipate cu un set de polarizoare, plăci de undă, separatoare de fascicul sau filtre, ceea ce face ca sistemele să fie voluminoase și complexe.

Metasurface, un nou dispozitiv optic plat în curs de dezvoltare cu capacitate flexibilă de manipulare a luminii oferă posibilități potențiale pentru polarimetrie compactă. Pe baza metasurface, o cunoscută companie startup numită Metalenz, a lansat și un ID Polar pentru produsele de larg consum, care surprinde caracteristicile unice de polarizare ale feței pentru a obține o funcție de deblocare a feței de înaltă securitate.

Așadar. de departe, polarimetria bazată pe metasuprafețe poate fi împărțită în două categorii, una este de tip metalens, atinge parametrii Stokes prin intensitățile focalizării sub diferite polarizări, care suferă inevitabil de rezoluția spațială transversală limitată.

Celălalt este tipul de rețea, optica Matrix Fourier permite divizarea luminii cu polarizări diferite în ordine de difracție diferite, iar propagarea și combinația unei lentile ar ocupa un volum substanțial de spațiu. Cu toate acestea, cererea de compactitate și rezoluție spațială mai mare crește odată cu dezvoltarea opticii moderne.

Într-o nouă lucrare publicată în Light: Science & Applications, o echipă de oameni de știință, condusă de profesorul Tao Li de la Nanjing Universitatea din China a dezvoltat o metodă interferometrică neintercalată pentru a analiza polarizările bazate pe o metasuprafață chirală tri-canal cu un singur strat.

Prin încorporarea unei rețele neuronale convoluționale profunde, polarimetria poate funcționa în un mod rapid, robust și precis. Se potrivește atât pentru măsurătorile de polarizare uniforme din punct de vedere spațial, cât și pentru cele neuniforme, cu cerințe de rezoluție spațială ridicată. Metoda raportată prezintă avantajele compactității și rezoluției spațiale ridicate și ar inspira un design mai intrigant pentru detectarea și detectarea.

Diferită de celelalte scheme care obțin parametrii Stokes prin intensitățile focalizării în diferite polarizări cu polarizare. diferite metasuprafețe, această lucrare rezolvă polarizările prin măsurarea directă a intensității și a diferenței de fază cu o singură metasuprafață chirală. Poate suporta rezoluția de polarizare a fasciculelor vectoriale compuse din polarizări liniare, circulare și diverse eliptice. Cercetătorii sintetizează principiul de funcționare al polarimetriei lor:

„Proiectăm o metasuprafață chirală pentru a modula independent copolarizarea și două polarizări încrucișate. Cu cele trei linii focale afișate și punctele de intersecție, contrastul de amplitudine. și diferența de fază a componentelor RCP și LCP poate fi obținută pentru a prelua informațiile de polarizare.Capacitatea de modulare tri-canal permite polarimetria cu merite de rezoluție spațială mare."

"O rețea neuronală convoluțională profundă a fost construită pentru a face polarimetria robustă cu mediul înconjurător și rezultatele apar într-un timp foarte rapid", au adăugat ei.

"Tehnica prezentată poate fi utilizată pentru a analiza stările de polarizare neuniforme din punct de vedere spațial, cum ar fi fascicul vectorial. Obiecte cu morfologie similară. caracteristici, în timp ce diferitele caracteristici de polarizare pot fi, de asemenea, distinse cu ușurință prin metasuprafață. Schema propusă se poate extinde, fără îndoială, la alte benzi spectrale și se poate conforma cu cerințele de performanță îmbunătățite ale opticii moderne", au prognozat ei.

(Fluierul)