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    PubMed
    概括

    我们开发了一种新的衍射光学神经网络 (DNN),用于高效的双波长向量模式的向量束 (VVBs) 的去/复合. 这种方法在许多道中实现了高性能,推进了光子应用.

    科学领域:

    • 光子学和光学工程的工程.
    • 超材料和纳米光子学
    • 光学通信是指光学通信.

    背景情况:

    • 矢量旋转束 (VVB) 具有独特的极化和模式特性,使其对先进的光子应用具有价值.
    • 高效地去/多重化VVB,特别是跨多个波长,是一个关键的挑战,阻碍了它们的广泛采用.
    • 现有的方法往往难以同时控制不同波长的极化和空间模式.

    研究的目的:

    • 提出和演示一种新的复杂的振幅调制超表面衍射光学神经网络 (DNN),用于双波长向量模式去/复杂化.
    • 为了实现矢量光学场的全维控制,以提高去/复杂性能.
    • 调查DNN的优化参数,以提高效率和适用性.

    主要方法:

    • 一个复杂的振幅调制元表面的设计,集成到一个衍射光学神经网络架构中.
    • 实施全球优化框架,精确控制矢量光学场.
    • 实验验证DNN的双波长向量模式在多个通道上的去/多重复合.

    主要成果:

    • 证明了高模式转换效率和低交叉通话,用于双波长VVB去/复杂.
    • 成功地多重化/去多重化高达40个频道,并对光学场进行全维控制.
    • 分析了初始值和层数对DNN优化的影响,为性能增强提供了洞察力.

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    结论:

    • 拟议的基于超表面的DNN提供了一个简单有效的解决方案,用于双波长VVB去/复杂化.
    • 这种方法可以对矢量光学场进行先进的控制,为新的光子应用铺平了道路.
    • 这些发现有助于开发更复杂的光通信和信息处理系统.