《天然》（Nature）以“Dispersion－assistedHigh－dimensionalPhotodetector”为题刊发了中国科学院长春光机所在高维光场勘探范畴获得的突破性科研开展。

  5月15日，世界威望学术期刊《天然》（Nature）以“Dispersion－assistedHigh－dimensionalPhotodetector”为题刊发了中国科学院长春光机所在高维光场勘探范畴获得的突破性科研开展。这是长春光机所初次以榜首完结单位在Nature宣布论文，完结了零的突破。这也是长春光机所在第十个“世界光日”（InternationalDayofLight）这个有留念含义的日子，以高水平科研效果为光学作业的开展献礼。

  光场包括强度、偏振、频率、相位等多重维度的信息。其间，光谱勘探与偏振勘探，包括了物体的物质组成和外表描摹等信息，在光通信、遥感、工业检测、医疗确诊、化学分析、环境保护等范畴具有巨大的运用价值。但是，传统的光电勘探器仅限于丈量光强度，现有的偏振和光谱勘探器一般经过在时间或空间上集成多个偏振或波长灵敏元件来增强勘探才能。此外，现在的偏振和光谱勘探器一般仅能丈量固定波长下的强度和偏振或均匀偏振下的强度和波长信息。但是，在天然界的许多场景中，光场可能在宽光谱范围内带着恣意的偏振和强度改变，而现有勘探器难以完结对这种高维度信息的勘探。

  针对这一问题，李炜团队与合作者在世界上初次运用单个器材经过单次丈量，对宽带光谱范围内具有恣意改变的偏振和强度的高维光场进行了全面表征，以此来完结了高维度光场信息勘探这一突破性开展。

  图1．所提出的高维度光场勘探方法的作业原理示意图该研讨提出运用光学界面的空间色散和频率色散特性，在波矢空间对偏振和光谱呼应进行调控的立异思维，可以将高维光场的信息悉数映射到单次成像效果之中。合作深度学习方法来解码偏振和光谱信息，终究完结高维度光信息的勘探，且具有与现有先进单一功用的小型偏振仪或光谱仪适当的勘探精度。此外，经过简略的将薄膜与微透镜阵列和成像传感器阵列进行“三明治”式的组合，还可以在必定程度上完结无需对准、单次丈量的超集成高维光场成像仪。这一突破性效果为超紧凑、高维度的信息勘探和成像勘探拓荒了一条新途径。

  图2．高维光场勘探及成像的试验验证。a－c．双色双偏振激光场的高维度勘探，d－f．宽带光照耀金外表所发生的反射光场的高维度勘探，g．高维光场成像仪的结构示意图及相片，h．人工方针的偏振和波长成像勘探，i．双色双偏振组成光场的高维度成像勘探研讨团队指出，这种方法具有超宽带勘探的潜力，而且运用这种波矢空间的呼应才能，所提出的方法可以进一步与图画处理、测距等功用相集成，以完结更高维度的光场勘探。一起，运用光子晶体、超外表、二维资料等替代薄膜结构能愈加进一步进步勘探分辨率和集成才能。此外，进一步对其间的物理模型与深度学习进行有机结合，以增强解算才能并下降所需先验数据量，也是未来的研讨方向。

  中国科学院长春光机所博士生范延东、黄伟安和朱菲为论文的一起榜首作者，中国科学院长春光机所李炜研讨员，靳淳淇助理研讨员和新加坡国立大学仇成伟教授为一起通讯作者。

  李炜，研讨员，博士生导师，国家海外高层次人才，2020年末回国入职长春光机所，致力于光子学前沿研讨并推动其在辐射热控和多维光信息感知方面的运用。

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