基于傅里叶分析的超表面多维光场调控

作为一种新型的二维人工微结构,超表面在亚波长尺度上对光场的调控具有灵活性与多元性,这使得多维度、全方位的光场调控成为可能,近年来引起了广泛关注。基于傅里叶理论对胞间弱耦合超表面的设计进行理论分析,并提出收敛性条件,以弥补超表面非连续相位设计中亚波长条件不充分的不足;进一步将超表面相位调控与光场中的偏振、振幅、频率等物理性质相结合,综述了超表面在多维光场调控中的发展与应用。超表面多维光场调控不仅增大了光场调控的自由度,还推动了集成化光学设备的发展。

基于超构表面的多维光场感知

光场包含了振幅、相位、光谱、偏振等多个维度的信息。传统光电探测器一般仅能感知二维光强信息,若想实现对光场其他维度信息的获取,需利用多个光学元件组合,故存在系统复杂、难以集成等问题。超构表面是一种亚波长尺度的新型平面光学元件。通过灵活的平面结构设计,超构表面可以对光场的振幅、相位、光谱、偏振等多维信息进行调控,从而为轻量化、集成化多维光场感知系统的实现提供可能。详细介绍了国内外基于超构表面实现光谱、偏振、深度等多维光场信息感知的最新研究成果,并对目前超构表面在多维光场感知领域面临的挑战以及未来的发展趋势进行了展望。

超表面多维光场调控及基于机器学习的优化

作为一种亚波长二维人工微结构,超表面在更加集成化的平台上实现了新的光学现象及对光场灵活、多维的调控.与光场单维调控的超表面相比,能够实现光场多维调控的超表面在许多实际应用中都展现出明显的优势,例如光学全息成像、超分辨成像及矢量光生成等.然而,实现多维调控的超表面通常具有更复杂的设计,基于机器学习优化可以有效降低超表面的设计难度并实现更高精度的多维调控,因此受到广泛的关注.本文首先对实现多维调控的超表面进行了分类和总结,随后详细介绍了基于机器学习的新型光场调控方法.基于机器学习优化的超表面进一步增大了光场调控的自由度,有利于集成光学器件的发展.

超构表面赋能多维度光学成像研究(特邀)

光学超构表面技术作为一种全新的平面光学技术,近年来取得了显著的进展,为光学成像开辟了广泛的应用前景。超构表面在对波前进行精确调控的同时,具有多功能、易于集成、轻薄和紧凑的优势。这些创新性的优势为基于超构表面的多维光场成像技术和计算成像方面提供了新的可能性。同时,超构表面可用于AR/VR、光纤、光波导等前沿应用,以及超分辨成像、量子成像等创新性成像技术。在未来,超构表面将具有更强的灵活性和适应性,可满足各种复杂应用场景的需求,在光学成像领域扮演日益重要的角色。

基于超构表面的多维光信息加密

信息技术的发展使得信息加密变得日益重要。光学加密作为一种信息加密手段,具有多维度和高并发速度等优势。然而,传统的光学加密方案往往需要复杂和笨重的光学元件,这导致器件难以小型化和便携化,同时也降低了加密效率。超构表面是一种人工设计的二维平面结构,能够在亚波长尺度上实现对光场的灵活调控,为光学加密提供了一个灵活的平台。近年来,基于超构表面的光学加密方法不断涌现,其利用光在输入端和输出端的多维度来增加加密的复杂度和安全性。基于此,根据加密的端口类型,分别从单一输入端、单一输出端以及输入-输出端联合三个方面对这些方法进行了分析和讨论,并对超构表面光学加密的未来发展趋势进行了展望。

3D LDV MEASUREMENTS OF ROTOR BLADE TIP VORTEX IN HOVER

An investigation made on the rotor blade tip vortex through use of a Three Dimensional Laser Doppler Velocimetry(3D LDV) is described. The experiment is conducted with a 2 m in diameter model helicopter rotor. By a series of measurements near blade tip, the velocity field near blade tip is documented, and through which, the tip vortex rollup and development are presented. The radial distribution of instantaneous velocities at various levels above and under the rotor disc is also measured in this investigation. Using this distribution, the influence of the tip vortex from the preceding blade on the follow up blade is discussed.

散斑及压缩计算成像研究进展

计算成像是集光学、计算科学、信息科学于一体的新兴交叉领域技术。该技术基于多维光场调控与解调的信息传输原理,利用前端光电成像系统与后端数据处理的“一体化设计”,解决光场信息维度与探测维度不匹配的问题,从而有效提升感知能力和探测性能,目前已成为光电成像领域的前沿方向。其中,散斑成像能够通过调控散斑场来实现强散射光成像,打破了光散射妨碍成像的传统观点;空域和时域压缩计算成像通过对光场信号的编码,能够突破半导体工艺、大量数据传递与处理对高分辨率、高速探测器的限制;压缩计算光谱成像结合光学调制、复用探测与计算重构,解决了传统光谱成像中系统复杂、数据采集效率低和分辨率受限的问题。详细介绍这3类计算成像模式的原理方法和最新研究进展,分析当前尚存的问题,并对这类技术的未来发展方向进行了展望。