Multifunctional Ultra‐Wide‐Angle Spatial Optical Analog Computing in the Terahertz Regime

叠加原理 数值孔径 太赫兹辐射 图像分辨率 极限(数学) 光学 空间频率 模拟计算机 材料科学 计算机科学 GSM演进的增强数据速率 极化(电化学) 边缘检测 模拟信号 计算 图像处理 电子工程 全内反射 信号处理 计算机模拟 模拟信号处理 光圈(计算机存储器) 分辨率(逻辑)
作者
Yongliang Liu,Bo Yu,Lesiqi Yin,Wenwei Liu,Qi Liu,Yifei Xu,Minghui Deng,Zhancheng Li,Cheng Gong,Hua Cheng,S. Z. Chen
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:36 (42)
标识
DOI:10.1002/adfm.202530981
摘要

ABSTRACT Optical analog spatial differentiation, as the core mathematical operation in optical computing, can realize real‐time edge detection in image processing and efficient feature extraction in data compression. Although analog spatial differential operations have been implemented in various optical systems, they still suffer from complex structural parameters dependency and a typically limited numerical aperture (NA) of smaller than 0.5. To date, achieving simultaneous first‐ and second‐order spatial differentiation with NA higher than 0.5 remains an unresolved challenge, even considering recent advances in metasurface‐based analog computing. Here, we propose a synergistic mechanism combining critical coupling and near‐far‐field multi‐wave superposition to simultaneously achieve ultra‐high‐NA analog spatial first‐ and second‐order differentiation. Operating in two orthogonal polarization modes, numerical simulations indicate that the maximum angle of incidence can reach 89.9°, corresponding to an NA approaching unity and yielding a spatial resolution limit of 1.27λ. Experimentally, the maximum incident angle achieved is 75°, corresponding to an NA of 0.966 and a spatial resolution limit of 1.3λ. We also propose the theoretical imaging resolution limit Δ(NA, λ) for edge detection. Our strategy significantly expands analog spatial computing to the non‐paraxial region, which is pivotal in the upcoming high‐speed communication, and can benefit future multifunctional terahertz imaging, computational analysis, medical diagnostics, and machine vision.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
树袋熊完成签到,获得积分10
3秒前
小陈完成签到 ,获得积分10
3秒前
pengpengpeng完成签到,获得积分10
6秒前
文献小白完成签到 ,获得积分10
8秒前
Alvin完成签到 ,获得积分10
8秒前
刘婉敏完成签到 ,获得积分10
10秒前
开心的抽屉完成签到,获得积分10
12秒前
苏凌儿完成签到 ,获得积分10
14秒前
单纯无声完成签到 ,获得积分10
15秒前
追寻便当完成签到,获得积分10
18秒前
李先生完成签到 ,获得积分10
23秒前
xiaohansan完成签到 ,获得积分10
26秒前
ElaineXU完成签到 ,获得积分10
29秒前
糖宝完成签到 ,获得积分0
30秒前
星海种花完成签到 ,获得积分10
31秒前
qingshui完成签到,获得积分10
32秒前
黙宇循光完成签到 ,获得积分10
35秒前
寻找组织完成签到,获得积分10
36秒前
星尘完成签到 ,获得积分10
42秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
ZZzz完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
厚德载物完成签到 ,获得积分10
1分钟前
川川发布了新的文献求助10
1分钟前
哈哈哈完成签到 ,获得积分10
1分钟前
洁净香寒完成签到,获得积分10
1分钟前
自由的M完成签到 ,获得积分10
1分钟前
点点的黑洞完成签到 ,获得积分10
1分钟前
魔幻友菱完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Nene完成签到 ,获得积分10
1分钟前
峻桐完成签到,获得积分10
1分钟前
加选完成签到 ,获得积分10
1分钟前
静色凝香完成签到 ,获得积分10
1分钟前
无限进步完成签到 ,获得积分20
1分钟前
cheng完成签到,获得积分10
1分钟前
笨笨书芹完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
自動車の空力技術 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7778376
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9318783
关于积分的说明 20366054
捐赠科研通 7365532
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3319203
关于科研通互助平台的介绍 2467152
邀请新用户注册赠送积分活动 2334630