多モードファイバの光学逆の構成法【JST・京大機械翻訳】

Butaite Une G.; Kupianskyi Hlib; Cizmar Tomas; Phillips David B.

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202214487730534 整理番号：22P0327287

多モードファイバの光学逆の構成法【JST・京大機械翻訳】

How to build the optical inverse of a multimode fibre

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発行年： 2022年04月06日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年04月06日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

多モード光ファイバ(MMF)を通して光が伝搬するとき,それを運ぶ空間情報はスクランブルである。波面成形は,このスクランブリング,典型的には,超薄マイクロエンドスコープとしてのMMFsの時間-アブレーション展開における1つの空間モードを打ち出すことができる。本研究では,並列にMMFから出現するすべての空間モードを同時に非スクランブルする方法を示した。MMFに相補的であり,その光学効果に打ち勝つ,逆設計のプロセスを通して加工した受動多重散乱要素を導入した。この光インバータは,単一ショット広視野イメージングとMMFsによる超解像度イメージングの両方を可能にする。この設計は,回折要素のカスケードからなり,多平面光変換と物理的にヒントを得た深い回折ニューラルネットワークの両方の観点から理解できる。この物理アーキテクチャは,それを流れる光信号の位相とコヒーレンス情報を保存するので,非スクランブル光でタスクされた最先端の電子ニューラルネットワークを凌駕できる。ここでは,数値シミュレーションを通してMMF反転概念を実証し,~400ステップインデックスファイバモードまで効率的に分類し,非スクランブルし,遠位ファイバファセットから任意の距離でシーンのインコヒーレント画像を改質する。また,著者らの光学インバータが,著者らの設計の構造への光記憶効果の成形により,実験的に現実的なTMsの範囲を有するフレキシブルファイバを通して,動的に適応できる方法について述べた。複雑ではあるが,著者らの反転スキームは,現在の製造技術に基づいているので,近い将来に実現できる。散乱媒質によるイメージングを超えて,これらの概念は,古典的および量子フォトニックの実情における光多重化,通信および計算のための一連の新しい道を開いた。【JST・京大機械翻訳】

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光導波路,光ファイバ,繊維光学

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