L'Institut de mécanique optique de Changchun réalise une percée dans la détection de champs lumineux à haute dimension

L'Institut de machines de précision optique et de physique de Changchun, de l'Académie chinoise des sciences, a été informé que l'équipe de recherche de l'Institut a utilisé pour la première fois au sein de la communauté internationale un seul appareil à travers une seule mesure de la gamme spectrale à large bande du champ lumineux de haute dimension avec des changements arbitraires dans la polarisation et l'intensité de la caractérisation complète, réalisant ainsi une avancée décisive dans la détection d'informations sur le champ lumineux de haute dimension.
Avec le développement rapide des technologies de l'information, la demande en matière de perception du champ lumineux augmente. Le champ lumineux contient de multiples dimensions d'informations telles que l'intensité, la polarisation, la fréquence et la phase. Parmi elles, la détection spectrale et la détection de polarisation contiennent des informations sur la composition du matériau et la topographie de la surface d'un objet, qui sont d'une grande valeur d'application dans les domaines de la communication optique, de la télédétection et de l'inspection industrielle.
Les détecteurs de polarisation et de spectre actuels mesurent généralement uniquement l'intensité et la polarisation à une longueur d'onde fixe ou les informations d'intensité et de longueur d'onde à une polarisation uniforme. Cependant, dans de nombreux scénarios naturels, les champs lumineux peuvent comporter des variations arbitraires de polarisation et d'intensité sur une large plage spectrale, et il est difficile pour les détecteurs existants de détecter des informations aussi dimensionnelles.
Les chercheurs ont proposé l'idée innovante d'« utiliser les propriétés de dispersion spatiale et fréquentielle des interfaces optiques pour moduler la polarisation et la réponse spectrale dans l'espace des vecteurs d'onde », ce qui permet de cartographier toutes les informations des champs lumineux de grande dimension en un seul résultat d'imagerie. Avec la méthode d'apprentissage profond pour décoder la polarisation et les informations spectrales, la détection d'informations optiques de grande dimension est enfin réalisée, et la précision de détection est comparable à celle des petits polariseurs ou spectromètres monofonctionnels avancés existants.
De plus, en combinant simplement un film mince avec un réseau de microlentilles et un réseau de capteurs d'imagerie dans un style « sandwich », ils ont créé un imageur de champ lumineux haute dimension ultra-intégré qui ne nécessite aucun alignement et une seule mesure. Cette percée dans la détection d'informations et d'images ultra-compacte et haute dimension ouvre une nouvelle voie.
Il est entendu que cette méthode a le potentiel de permettre une détection à bande ultra-large, et la méthode proposée peut être davantage intégrée au traitement d'image, à la télémétrie et à d'autres fonctions pour obtenir une détection de champ lumineux de plus grande dimension. Dans le même temps, son utilisation de cristaux photoniques, de super-surfaces et de matériaux bidimensionnels au lieu de structures à couches minces peut encore améliorer la résolution de détection et les capacités d'intégration.
En outre, l’équipe de recherche s’oriente également vers une orientation de recherche future visant à combiner de manière organique le modèle physique avec l’apprentissage en profondeur afin d’améliorer la capacité de résolution et de réduire la quantité de données a priori requises.
Les résultats connexes ont été publiés dans Nature, avec les doctorants Yandong Fan, Weian Huang et Fei Zhu de l'Institut de mécanique optique de Changchun, Académie chinoise des sciences (CIO) comme co-premiers auteurs de l'article, et le chercheur Wei Li, le chercheur adjoint Chunqi Jin de l'Institut de mécanique optique de Changchun, Académie chinoise des sciences (CIO), et le professeur Cheng-Wei Qiu de l'Université nationale de Singapour (NUS) comme co-auteurs correspondants.