Мультиплексные полностью оптические операции перестановки с использованием реконфигурируемой дифракционной оптической сети
Инженеры Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) представили крупное достижение в области оптических вычислительных технологий, которое обещает улучшить обработку и шифрование данных. Работа опубликована в журнале Laser & Photonics Reviews. Используя внутренние свойства света, исследование представляет новый метод выполнения многомерных операций перестановки с помощью мультиплексированной дифракционной оптической сети. В экспериментальной установке используется реконфигурируемый мультиплексный материал, структурированный с использованием алгоритмов глубокого обучения. Каждый дифракционный слой в сети может вращаться в четырех ориентациях: 0°, 90°, 180° и 270°. Это позволяет вращающемуся дифракционному материалу K-слоя выполнять до 4 в степени K независимых операций перестановки, что делает его универсальным. Исходные входные данные можно расшифровать, применив специальную матрицу обратной перестановки, что гарантирует безопасность данных.
Мультиплексированные полностью оптические операции перестановки с использованием реконфигурируемой дифракционной оптической сети.
Кредит: UCLA Engineering Institute for Technology Advancement
Экспериментальная проверка и применение
Чтобы продемонстрировать практичность этой технологии, исследователи аппроксимировали 256 случайно выбранных матриц перестановок с использованием четырех вращающихся дифракционных слоев. Они также продемонстрировали универсальность конструкции путем интеграции поляризационных степеней свободы, что еще больше улучшило ее возможности мультиплексирования.
Экспериментальная проверка, проведенная с использованием терагерцового излучения и дифракционных слоев, напечатанных на 3D-принтере, полностью совпала с численными результатами, что подчеркивает надежность конструкции и ее потенциал для реального применения.
Будущие перспективы
Реконфигурируемая дифракционная сеть обеспечивает механическую реконфигурируемость, позволяя многофункциональное представление посредством единого процесса изготовления. Это нововведение особенно перспективно для приложений в оптической коммутации и шифровании, где высокоскоростная, энергоэффективная передача информации и мультиплексная обработка имеют решающее значение.
Преобразовательная работа команды Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе не только прокладывает путь к передовым методам обработки и шифрования данных, но и подчеркивает огромный потенциал технологий оптических вычислений в решении современных технологических задач.
