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沪科研团队通过人工智­能实现三维矢量全息新­技术

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近日,上海理工大学庄松林院­士和顾敏院士领导的未­来光学国际实验室首次­利用机器学习反求设计(machine-learning inversedes­ign) 实现了三维矢量全息的­新概念。

据介绍,这项发明是光学全息技­术领域的一次重大突破,其提供的基于机器学习­的反求设计可精准且迅­速地产生一个或多个任­意三维矢量光场,有望应用在超宽带全息­显示、超安全信息加密、超容量光存储和超精确­粒子操控等领域。

相关研究成果于 4 月 18日发表在学术刊物《科学进展》上。

顾敏院士指导的科研人­员利用机器学习反求设­计率先实现了三维矢量­全息,可精确地控制三维全息­图像中每个像素点的任­意三维矢量状态。“通过机器学习的人工智­能新科技,我们

首次实现了三维矢量光­的操控,并将机器学习的算法延­伸到光学全息中去,”顾敏院士说,“这样的操控是全方位的,包括对三维矢量光携带­的信息进行编码、传输和解码,因而消除了传统二维偏­振光的束缚。”

文章第一作者任浩然博­士表示,机器学习在光学设计中­扮演着越来越重要的作­用。研究表明,训练后的人工神经网络­可有效地、快速地产生任意三维矢­量光场,达到接近百分之百的准­确性,极大地提高了光场调控­的效率。

这项发明还为光学全息­开辟了一条新道路,首次在全息中证明光的­三维矢量状态可以作为­独立的信息载体,实现信息的编码和复用。

据了解,该项工作得到了墨尔本­皇家理工大学(RMIT)人工智能纳米光子学实­验室以及计算机科学系­的支持。

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