Сверхбыстрый оптический метод восстановления голограмм разработали в CNSI
Метод полностью оптической реконструкции голограмм с использованием дифракционных сетей, разработали исследователи из Калифорнийского института наносистем (CNSI), 27 октября сообщает журнал ACS Photonics.
Дифракционная сеть представляет собой полностью оптический процессор, состоящий из набора пространственно спроектированных дифракционных поверхностей, которые в совокупности вычисляют желаемое преобразование входного светового поля посредством взаимодействия света с веществом и дифракции.
Пространственные характеристики дифракционной сети настраиваются и оптимизируются для данной задачи с использованием глубокого обучения. После завершения обучения эти дифракционные поверхности могут быть изготовлены и собраны для формирования физической сети, которая может полностью оптически реконструировать входную голограмму неизвестного объекта или сцены со скоростью света и без какого-либо внешнего источника питания, за исключением света освещения.
Вся архитектура дифракционной сети, которая может полностью оптически реконструировать голограммы, очень тонкая и охватывает только ~225 длин волн света. Например, при использовании источника зеленого лазера для освещения такая дифракционная сеть была бы тонкой, как человеческий волос, что делало бы ее чрезвычайно компактной и легкой.
Этот очень тонкий, компактный дизайн также позволяет мгновенно реконструировать объект по его голограмме менее чем за 1 пикосекунду, что более чем в триллион раз быстрее по сравнению с современными алгоритмами восстановления цифровых голограмм, использующими графические процессоры (GPU).
Численный анализ показывает, что при полностью оптической реконструкции голограммы обеспечивается превосходное качество восстановления изображения, увеличенная глубина резкости и более высокая дифракционная эффективность на выходе дифракционного процессора.
Исследователи пришли к выводу, что этот полностью оптический процессор голограмм может найти множество применений в различных областях, таких как голографическая визуализация, микроскопия, зондирование и приложения, связанные с отображением, особенно благодаря его работе без компьютера и возможности сверхбыстрой реконструкции изображений.
