使用可重构衍射光学网络的多路复用全光置换操作
光学
2024-07-08 v1 计算机视觉与模式识别
神经与进化计算
摘要
大规模和高维置换操作对于电信和加密等各种应用具有重要意义。在此，我们展示了利用全光衍射计算，通过衍射光学网络中的层旋转，在输入与输出视场之间执行一组高维置换操作。在这种由深度学习设计的可重构多路复用材料中，每个衍射层具有四种方向：0、90、180 和 270 度。这些可旋转层的每一个独特组合都代表了针对特定置换操作量身定制的衍射设计的一个独特旋转状态。因此，一个 K 层可旋转衍射材料能够以全光方式执行多达 4^K 个独立的置换操作。通过对输出图案应用特定的逆置换矩阵可以解密原始输入信息，而应用其他逆操作则会导致信息丢失。我们通过使用 K=4 个可旋转衍射层来逼近 256 个随机选择的置换矩阵，证明了这种可重构多路复用衍射设计的可行性。我们还使用太赫兹辐射和 3D 打印的衍射层对这种可重构衍射网络进行了实验验证，结果与我们的数值结果高度吻合。所提出的旋转多路复用衍射处理器设计因其机械可重构性而特别有用，通过单次制造过程即可提供多功能表示。
引用
@article{arxiv.2402.02397,
title = {Multiplexed all-optical permutation operations using a reconfigurable diffractive optical network},
author = {Guangdong Ma and Xilin Yang and Bijie Bai and Jingxi Li and Yuhang Li and Tianyi Gan and Che-Yung Shen and Yijie Zhang and Yuzhu Li and Mona Jarrahi and Aydogan Ozcan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.02397},
year = {2024}
}
备注
37 Pages, 10 Figures