隨著信息技術的高速發(fā)展,人們對信息處理性能的需求也在不斷提高,光學信息處理技術憑借其超高速、大帶寬、低損耗等優(yōu)勢開始受到越來越多人的關注。人們嘗試引入光學方法來提升信息處理的性能,并成功設計出多種光學模擬運算器件。傳統(tǒng)的光學設計方案需要引入宏觀尺寸的透鏡,因此系統(tǒng)尺寸大,不易集成化。而近年來利用微納光學技術設計的器件雖然將尺寸降低至波長量級,但由于設計的結構過于復雜,器件制備難度較高,目前只有理論結果報道。本文選取空間光場的模擬微分器件為研究方向,目的是設計并實現尺寸更小,結構簡單易于制備和集成化的空間光場微分器。首先,本文基于金屬表面等離激元和光學自旋霍爾效應兩種不同的物理機制,分別討論并簡單推導了兩種機制用于實現微分模擬運算的原理及可行性。然后根據理論結果設計實驗方案并搭建光路,完成了一套用于測量微分模擬運算器件多項性能參數的光學系統(tǒng)。最后,實際制備樣品器件,并通過控制不同的輸入光場信號及輸入條件,分別對兩種器件進行了反射率曲線、一階微分運算處理、圖像邊緣提取應用等多種測量,從器件的傳遞函數、有效帶寬、極限分辨率、圖像處理領域的應用效果等不同角度驗證了器件性能,并與理論模擬結果相互印證,從實驗上證實了兩種微分器件設計方案的可行性。
【學位單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TH74
【部分圖文】：

圖１．１邋Ａ丨ｅｘａｎｄｒｅ邋Ｓｉｌｖａ提出的超材料結構，由正／炎值漸變折射率的格林透鏡替代傳統(tǒng)透逡逑鏡，中間夾層為超材料結構實現濾波，可以實現多種模擬運算逡逑

圖１．２Ｖ．Ａ．Ｓｏｉｆｅｒ提出的多層平板結構的相移布拉格光柵，共１７層介質平扳，總厚度５逡逑個波長左右，實現斜入射的一階微分逡逑

圖１．３阮智超教授提出的金屬－介質多層結構，左邊是微分器結構示意圖，右邊是積分逡逑

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本文編號：2829349