Red difractiva de capa única con mapeo de puntos binarios mediante enrutamiento de energía basado en regiones para la...

La clasificación de modos de momento angular orbital (OAM) resulta compleja para las redes neuronales difractivas de una sola capa basadas únicamente en fase, debido a la estructura de fase compleja y a la distribución de energía espacialmente extendida de los haces OAM, los cuales son difíciles de mapear en patrones de salida continuos y bien separados bajo grados de libertad de modulación limitados. Para solucionar este desajuste, proponemos una red neuronal difractiva de una sola capa con mapeo de puntos binarios (BS-D2NN) para implementar un enrutamiento de energía basado en regiones para la clasificación de modos OAM, lo que proporciona una solución de enrutamiento de energía totalmente óptica y compacta, con baja complejidad de sistema y lectura óptica directa basada en regiones. Los resultados experimentales muestran que la BS-D2NN propuesta alcanza una precisión de clasificación general del 93,89 % en condiciones libres de turbulencia, mientras enruta eficazmente la energía óptica hacia regiones objetivo específicas de cada clase para la clasificación de modos y la demultiplexación espacial. Experimentos complementarios indican además que el mismo marco de trabajo sigue siendo aplicable bajo condiciones de turbulencia mediante un reentrenamiento específico para dicha condición, sin alterar la arquitectura de red subyacente ni el principio de optimización.