加州大学洛杉矶分校工程技术促进研究所
使用衍射网络的全息图的无计算机全光学重建
学分:加州大学洛杉矶分校技术进步工程学院 自从20世纪40年代末被诺贝尔奖获得者丹尼斯·加博尔发明以来，全息术在科学和工程应用中得到了广泛的应用，如计算成像、显微术、传感器、显示和干涉测量
在全息术的许多应用中，通常使用数字计算机和迭代算法来执行全息图的重建以检索物体信息，根据全息图的大小，这可能是耗时的
在最近发表在《ACS Photonics》上的一篇文章中，来自加州纳米系统研究所(CNSI)和加州大学洛杉矶分校(UCLA)电气和计算机工程系的Aydogan Ozcan教授和研究生Sadman Sakib Rahman提出了一种使用衍射网络进行全息图的无计算机全光学重建的新方法
衍射网络是一种全光处理器，由一组空间设计的衍射表面组成，这些表面通过光-物质-相互作用和衍射共同计算输入光场的所需传输
使用计算机中的深度学习来针对给定任务训练和优化衍射网络的空间特征
在训练完成之后，这些衍射表面可以被制造和组装以形成物理网络，该物理网络可以以光速全光学地重建未知物体或场景的输入全息图，并且除了照明光之外没有任何外部功率
能够全光学重建全息图的整个衍射网络结构非常薄，跨度仅为光波长的约225倍
例如，使用绿色激光源进行照明，这种衍射网络将像人的头发一样薄，使其极其紧凑和轻便
这种非常薄、紧凑的设计还使得在不到1皮秒的时间内从物体的全息图中瞬时重建物体成为可能，与利用图形处理单元(GPU)的最先进的数字全息图重建算法相比，这要快一万亿倍以上
加州大学洛杉矶分校的研究人员进行的数值分析表明，衍射网络在全光学全息图再现方面显示出许多优势，在衍射处理器的输出端实现了卓越的图像再现质量、增强的景深和更高的衍射效率
加州大学洛杉矶分校的研究人员得出结论，这种全光学全息处理器可以在不同的领域找到许多应用，例如全息成像、显微镜、传感和显示相关应用，特别是受益于其无计算机操作和超快速图像重建能力
作者承认研究经费来自美国AFOSR
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
