새로운 지평을 밝히다: 비라인 탐색

Aug 10, 2023

획기적인 방법은 고급 산란 매트릭스 기술을 통해 비선형 산란파를 활용합니다.

SPIE--국제 광학 및 포토닉스 협회

이미지: 산란 매트릭스 방법은 산란 매체의 비선형 빛을 제어합니다.더보기

신용: Xiangfeng Chen.

복잡한 빛의 세계에서 불균일한 매체를 통과하는 여행은 종종 공간, 시간, 스펙트럼 및 편광의 왜곡으로 이어집니다. 광학 조작, 이미징 및 통신과 같은 응용 분야에 해로운 이러한 왜곡은 오랫동안 문제를 제기해 왔습니다. 선형 광학에서 이러한 파동 문제를 교정하기 위한 강력한 도구인 파면 성형(WS) 기술을 만나보세요. 하지만 그게 전부는 아닙니다. 비선형성은 생물학적 감지에서 광선요법에 이르기까지 다양한 분야에서 목적을 찾아 반전을 더합니다. 이제 이러한 힘(비선형성과 WS)을 결합하여 전례 없는 제어의 문을 여는 모습을 상상해 보세요.

그러나 대부분의 기존 설정은 반복적인 피드백 루프에 의존하여 계산 리소스와 시간을 낭비합니다. 이제 더 똑똑한 방법이 있습니다. Advanced Photonics에 보고된 바와 같이, Shanghai Jiao Tong University(SJTU) 팀은 최적화 시간을 최소화하면서 광 출력을 조각할 수 있는 산란 매트릭스(SM) 방법을 개발했습니다. 보너스로 SM은 산란 매체의 메조스코픽 특성에 대한 통찰력을 제공하고 메모리 효과와 전송 고유 채널을 공개합니다.

SJTU 팀은 이 개념을 더욱 발전시켰습니다. 그들은 2차 비선형성이 포함된 산란 매체의 SM을 결정하기 위해 코드를 해독했습니다. 256x256 SM 치수를 사용하는 그들의 방법은 4상 간섭계에서 나타납니다. 이들은 광학 위상 공액을 사용하여 비선형 신호를 다시 초점이 맞춰진 단일 및 이중 지점으로 동축화함으로써 그 타당성을 입증했습니다.

매트릭스 행의 위상 패턴이 정밀한 비선형 초점을 트리거하는 세심하게 조율된 빛의 춤을 상상해 보세요. 결과? 합 주파수 생성은 관심 영역 전체의 여러 지점에서 춤을 추며, 각 지점은 비슷한 강도와 약 25의 놀라운 피크 대 배경 비율을 갖습니다.

그러나 그것은 시작에 불과합니다. SM 방법은 비교할 수 없는 비선형 산란광 제어를 사용합니다. 연구원들은 미리 정의된 경로를 따라 지점별 스캔을 선보이며 위상 패턴 전환 속도를 조정하여 스캔 속도를 미세 조정합니다. 그들의 혁신은 고해상도 스캐닝 현미경과 조밀하고 산란 매체를 통한 입자 포집에 대한 길을 열어줍니다. 교신 저자이자 상하이 고급 광통신 시스템 및 네트워크 국가 핵심 연구소의 수석 연구원인 Xianfeng Chen은 다음과 같이 말했습니다. “비선형 산란 매체의 산란 매트릭스 접근 방식은 비선형 신호 복구, 비선형 이미징, 미세 물체 추적 및 복잡한 환경 양자 정보 처리.”

본질적으로 이 작업은 비선형 산란을 재구성합니다. 그 의미는 비선형 신호 복구, 현미경 이미징, 산란 매체를 통한 추적, 심지어 복잡한 환경 내 양자 정보 처리의 복잡한 영역을 탐구하는 것까지 포괄합니다. 빛 조작의 미래는 놀라울 정도로 밝아 보입니다.

자세한 내용은 Ni, Liu 등의 Gold Open Access 기사, "산란 매트릭스 방법을 통한 비선형 산란 매체의 비선형 고조파 조작", Adv. 광자.5(4) 046010(2023), 2개 10.1117/1.AP.5.4.046010.

고급 포토닉스

10.1117/1.AP.5.4.046010

산란 매트릭스 방법을 통한 비선형 산란 매체의 비선형 고조파 조작

2023년 8월 31일

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