通过把光场在散射介质中的传播特征跟矢量分解结合起来,就能让全偏振的相位共轭光束实现精准调控。这个过程能给成像、通信还有生物医学这些领域带来不少帮助,是个挺有前景的事儿。现在大家都在研究基于时间反演原理的数字光学相位共轭(DOPC),用来修复穿过杂乱介质的波面,但怎么给DOPC生成的光束加上偏振向量的控制,这种文章还不多见。 我们想出了一种新的矢量DOPC办法,主要是通过分解光场的成分再重新叠加来复原光束的偏振状态。具体操作是先在多模光纤里让两束正交的基矢量探测光穿过,用数字全息术记录下它们在散斑场里各自的相位图;然后给这两个分量同时做保偏相位共轭处理,再把它们混在一起。只要把这两个分量之间的相位差或者振幅比给改改,就能合成出想要的矢量共轭光了。 实验结果和理论分析对得上号,这对研究散射介质的本质和让DOPC技术更实用都有好处。散射介质因为太随机复杂,给研究带来了不少挑战和机遇。现在大家主要用深度学习来解这种反问题,但深层的物理机理还没搞透,而且神经网络容易乱投乱猜也不好用。 这次研究就把光束在散射介质里怎么走、怎么变的特性都仔细分析了一遍。理论上先证明了通过时间反演原理叠加多个光束来调控矢量的可行性;接着一步步做实验验证了控制线偏振、椭圆偏振甚至复杂空间分布光场的有效性。线偏振和涡旋光的调控结果都很理想,这说明咱们的方法靠谱。特别是把矢量分解和时间反演技术串起来用,很可能让DOPC技术更上一层楼。 因为DOPC能做到差不多实时测量散斑场还能改共轭光的样子,这次实验里甚至达到了每秒60帧的速度。这种组合能大大提高调控的精确度和效率,说不定在未来能在几个应用领域取得大突破。以后咱们还想试试把深度学习跟DOPC结合起来,弄出个专门的共轭相位图来搞定更复杂的散射调控任务。 现在用的DOPC设备通常只用一个波前调制器(比如空间光调制器),做不到完整的复振幅共轭,光靠简单的相位反演可能效率不够高。改用计算全息来搞定复振幅的话,可能能让咱们的方法在更多不同的介质里都好用。科技发展离不开仪器进步嘛。 凯视迈(KathMatic)从2014年成立起就一直“瞄准高精尖光学测量技术”,现在已经是一家集研发、制造和销售于一体的国产高端光学精密测量仪器新势力。他们推出了KC系列多功能显微镜、KS系列超景深3D数码显微镜以及KV系列激光多普勒测振系统,市场表现挺不错的。想了解更多的朋友可以在底下留言咨询!