論文の概要: Single-Shot Phase Diversity Wavefront Sensing in Deep Turbulence via Metasurface Optics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.18789v1
• Date: Thu, 24 Oct 2024 14:43:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-25 16:42:55.018868
• Title: Single-Shot Phase Diversity Wavefront Sensing in Deep Turbulence via Metasurface Optics
• Title（参考訳）: 準曲面光学による深部乱流の単一ショット位相多様性波面検出
• Authors: Arturo Martin Jimenez, Marc Baltes, Jackson Cornelius, Neset Akozbek, Zachary Coppens,
• Abstract要約: 自由空間光通信(FSOC)システムは、最小資本コストで高帯域幅でセキュアな通信を提供する。 従来の適応光学(AO)は、大気中のチャネル損失を減らすためにこれらのシステムに追加される。 位相多様性を用いた別の波面センサは、深部乱流における波面の再構築に成功することができる。 ナノ構造を持つ複屈折型準曲面光学を用いて、低遅延位相多様性波面検出をコンパクトなフォームファクターで実現する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Free-space optical communication (FSOC) systems offer high-bandwidth and secure communication with minimal capital costs. Adaptive optics (AO) are typically added to these systems to decrease atmospheric channel losses; however, the performance of traditional AO wavefront sensors degrades in long-range, deep turbulence conditions. Alternative wavefront sensors using phase diversity can successfully reconstruct wavefronts in deep turbulence, but current implementations require bulky setups with high latency. In this work, we employ a nanostructured birefringent metasurface optic that enables low-latency phase diversity wavefront sensing in a compact form factor. We prove the effectiveness of this approach in mid-to-high turbulence (Rytov numbers from 0.2 to 0.6) through simulation and experimental demonstration. In both cases an average 16-fold increase in signal from the corrected beam is obtained. Our approach opens a pathway for compact, robust wavefront sensing that enhances range and accuracy of FSOC systems.
• Abstract（参考訳）: 自由空間光通信(FSOC)システムは、最小資本コストで高帯域幅でセキュアな通信を提供する。 アダプティブ・オプティヴ・オプティカル(AO)は、通常、これらのシステムに大気チャネルの損失を減らすために付加されるが、従来のAO波面センサーの性能は、長距離で深い乱流条件下で低下する。 位相多様性を用いた別の波面センサは、深い乱流の中で波面を再構築することに成功したが、現在の実装では、高レイテンシで大まかに設定する必要がある。 本研究では, ナノ構造を持つ複屈折型準曲面光学を用いて, 低遅延位相多様性波面検出をコンパクトな形状因子で実現する。 本研究では, シミュレーションと実験実験により, 中～高乱流(リトフ数0.2～0.6)におけるこのアプローチの有効性を実証した。 どちらの場合も、補正ビームからの信号の平均16倍の増大が得られる。 提案手法は,FSOCシステムの範囲と精度を向上する,コンパクトで堅牢な波面センシングのための経路を開放する。

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