論文の概要: All-Optical Phase Conjugation Using Diffractive Wavefront Processing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.04473v1
- Date: Wed, 8 Nov 2023 05:54:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-09 17:07:06.841086
- Title: All-Optical Phase Conjugation Using Diffractive Wavefront Processing
- Title（参考訳）: 回折波面処理による全光位相共役
- Authors: Che-Yung Shen, Jingxi Li, Tianyi Gan, Mona Jarrahi, Aydogan Ozcan
- Abstract要約: 本稿では、位相収差を持つ入力フィールドに対する全光位相共役演算を近似する回折波面プロセッサの設計について述べる。
ディープラーニングを用いて学習した拡散層を三次元的に作製することで,この波面プロセッサの有効性を実験的に検証した。
そのコンパクトでパッシブでスケーラブルな性質を考えると、我々の微分波面プロセッサは多様なOPC関連アプリケーションに利用できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Optical phase conjugation (OPC) is a nonlinear technique used for
counteracting wavefront distortions, with various applications ranging from
imaging to beam focusing. Here, we present the design of a diffractive
wavefront processor to approximate all-optical phase conjugation operation for
input fields with phase aberrations. Leveraging deep learning, a set of passive
diffractive layers was optimized to all-optically process an arbitrary
phase-aberrated coherent field from an input aperture, producing an output
field with a phase distribution that is the conjugate of the input wave. We
experimentally validated the efficacy of this wavefront processor by 3D
fabricating diffractive layers trained using deep learning and performing OPC
on phase distortions never seen by the diffractive processor during its
training. Employing terahertz radiation, our physical diffractive processor
successfully performed the OPC task through a shallow spatially-engineered
volume that axially spans tens of wavelengths. In addition to this transmissive
OPC configuration, we also created a diffractive phase-conjugate mirror by
combining deep learning-optimized diffractive layers with a standard mirror.
Given its compact, passive and scalable nature, our diffractive wavefront
processor can be used for diverse OPC-related applications, e.g., turbidity
suppression and aberration correction, and is also adaptable to different parts
of the electromagnetic spectrum, especially those where cost-effective
wavefront engineering solutions do not exist.
- Abstract（参考訳）: 光位相共役(OPC)は波面歪みに対抗する非線形手法であり、イメージングからビーム焦点まで様々な応用がある。
本稿では,位相収差を持つ入力フィールドに対する全光位相共役演算を近似する回折波面プロセッサの設計について述べる。
入力開口部から任意の位相収差コヒーレントフィールドを全てオプティカルに処理し、入力波の共役である位相分布を持つ出力フィールドを生成するように、一連のパッシブ回折層を最適化した。
深層学習によりトレーニングした拡散層を3次元で作製し,そのトレーニング中に観測されなかった位相歪みに対してOPCを実行することにより,この波面プロセッサの有効性を実験的に検証した。
テラヘルツ放射を応用した物理回折プロセッサは、数万の波長にまたがる浅い空間工学ボリュームを通してopcタスクを成功裏に実行した。
この透過型OPC構成に加えて、深層学習最適化拡散層と標準ミラーを組み合わせることで、拡散位相共役ミラーも作成した。
そのコンパクトで受動的でスケーラブルな性質から、我々の回折波面プロセッサは、振動抑制や収差補正など、様々なOPC関連アプリケーションに使用することができ、また、電磁スペクトルの異なる部分、特にコスト効率の良い波面工学ソリューションが存在しない部分にも適応できる。
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