Decodificación de Patrones Coherentes de Guías de Onda Arregladas para la Estimación del Ángulo de Llegada Óptica en...

Área de la Ciencia:

• Fotónica
• Detección Óptica
• Inteligencia Artificial

Sus antecedentes:

• Los métodos tradicionales de estimación del Ángulo de Llegada (AOA) enfrentan desafíos en la miniaturización, complejidad y confiabilidad.
• Las tecnologías existentes luchan por satisfacer las demandas de sensores ópticos compactos y robustos.

Objetivo del estudio:

• Presentar un novedoso método de estimación de AOA óptico en espacio libre que supera las limitaciones de las técnicas tradicionales.
• Aprovechar la decodificación de modos coherentes de guías de onda arregladas y el aprendizaje profundo para la recuperación precisa de información angular espacial.

Principales métodos:

• Utiliza diferencias de fase relacionadas con el AOA de la propagación de la luz incidente y la interferencia en una guía de onda de entrada arreglada.
• Forma franjas de interferencia de múltiples haces en la salida de la guía de onda de losa, muestreadas por una guía de onda de salida arreglada.
• Emplea un Regresor de Atención (CNN) de Red Neuronal Convolucional entrenado para la estimación de AOA.

Principales resultados:

• Se logró un Error Absoluto Medio (MAE) de 0.0142° y un Error Cuadrático Medio (RMSE) de 0.0193° en un campo de visión de 40°.
• Se demostró una precisión superior en comparación con la calibración lineal de picos convencional y otras arquitecturas de redes neuronales.
• Se exhibió una notable robustez contra el ruido de fase simulado y las tolerancias de fabricación.

Conclusiones:

• El novedoso método decodifica eficazmente la información angular espacial de las señales ópticas.
• Destaca la sinergia entre la fotónica integrada y el aprendizaje profundo para la detección óptica avanzada.
• Abre el camino para sensores ópticos en chip altamente integrados, robustos y de alto rendimiento.