論文の概要: Wavelength-Multiplexed 2D Beam Steering via a Passive Diffractive Network
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.16261v1
- Date: Mon, 15 Jun 2026 06:08:30 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-16 16:21:34.109976
- Title: Wavelength-Multiplexed 2D Beam Steering via a Passive Diffractive Network
- Title（参考訳）: 受動拡散ネットワークを用いた波長多重2次元ビームステアリング
- Authors: Che-Yung Shen, Yuhang Li, Cagatay Isil, Tianyi Gan, Mona Jarrahi, Aydogan Ozcan,
- Abstract要約: 本稿では,光波長を任意にプログラム可能な2次元ビームステアリングのための高次元制御パラメータに変換する波長適応型回折光学ネットワークを提案する。
波長制御ビームステアリングは,400-750nmの波長チャネルにまたがる625個の波長制御ビームステアリングを数値解析により実証した。
このアーキテクチャは、高速なプログラマブルビームステアリングのためのコンパクトでスケーラブルなパラダイムを確立し、光通信、ルーティング、イメージング、センシング、新しいフォトニック情報処理システムに潜在的な応用が期待できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.657617879943249
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We introduce a wavelength-addressable diffractive optical network that transforms illumination wavelength into a high-dimensional control parameter for arbitrarily programmable 2D beam steering. The proposed passive architecture comprises cascaded spatially optimized diffractive layers, jointly designed using deep learning, to rapidly map distinct wavelengths to predefined/desired output angles. Unlike conventional single-layer dispersive optical elements, which are physically restricted to 1D linear mapping, this framework harnesses complex wavefront transformations to utilize the illumination wavelength as an intrinsic addressing key for arbitrary 2D beam steering, eliminating the need for mechanical scanning or electronic phase control. We numerically demonstrate wavelength-controlled beam steering across 625 wavelength channels spanning 400-750 nm, realizing a 25 x 25 array of independently addressable beam positions with subwavelength positioning accuracy and high channel fidelity. Unlike conventional gratings, which constrain wavelength routing to a linear trajectory, the proposed diffractive network performs nonlocal wavefront transformations, enabling arbitrary wavelength-to-angle mappings across a 2D field of view. We further validate the proposed framework experimentally in both the terahertz and visible spectral regimes, demonstrating wavelength-multiplexed beam steering using 3D fabricated passive diffractive layers at terahertz frequencies and phase-only spatial light modulators in the visible spectrum. This wavelength-addressable diffractive architecture establishes a compact and scalable paradigm for high-speed programmable beam steering, with potential applications in optical communications, routing, imaging, sensing, and emerging photonic information-processing systems.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,光波長を任意にプログラム可能な2次元ビームステアリングのための高次元制御パラメータに変換する波長適応型回折光学ネットワークを提案する。
提案した受動的アーキテクチャは、深層学習を用いて共同設計され、異なる波長を予め定義された/望まれる出力角度に迅速にマッピングする。
1次元リニアマッピングに物理的に制限された従来の単層分散光学素子とは異なり、このフレームワークは複雑な波面変換を利用して、任意の2次元ビームステアリングの固有アドレッシングキーとして照明波長を利用する。
波長制御ビームステアリングは,400-750nmの波長チャネルにまたがる625波長の波長制御ビームステアリングを数値的に示す。
線形軌道への波長ルーティングを制約する従来の格子とは異なり、提案した回折ネットワークは非局所波面変換を行い、2次元視野をまたいだ任意の波長-角度マッピングを可能にする。
さらに, テラヘルツ光と可視光の両方で実験的に提案手法を検証し, 可視光における位相のみの空間光変調器とテラヘルツ光を用いた波長多重ビームステアリング実験を行った。
この波長適応型回折アーキテクチャは、高速なプログラマブルビームステアリングのためのコンパクトでスケーラブルなパラダイムを確立し、光通信、ルーティング、イメージング、センシング、新しいフォトニック情報処理システムに応用できる可能性がある。
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