時空間シンクロナイゼーションを用いた空間光信号の伝送

使用时空同步传输空间光信号

• 批准号: 13022249
• 负责人: 早崎 芳夫
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: The University of Tokushima
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13022249/
• 关键词: 光情報処理; 光コンピューティング; 時空間光ダイナミックス; 画像処理; 空間光変調素子; 非線形光学; 光通信

近年,分子シンクロナイゼーションの目指す分子間相互作用による協調と同期を基本原理とし,光信号を反応のトリガーとする多くの分子システムが構築されている.光を情報のキャリアとして分子システム間をやりとりさせる場合,光は自由空間中を長距離かつ特異的に接続できるため,熱や化学物質,電子とは一線を画すシステムの構築できる.我々は,分子シンクロナイゼーションの1つの本質である時空間ダイナミックスを有する非線形空間光回路をモデルシステムとして,時空間シンクロナイゼーションによる空間光通信伝送のための,時間発展パターンによる画像処理,孤立状態の形成と制御を行った.空間光電子回路は,ある特定の空間周波数の信号に対しては,空間的な位相を保持してシステム中に長時間存在し,別の空間周波数の信号に対しては,急激に減衰するという特性を有する.この特性を使うと,入力画像の特徴だけを残して,ノイズを除去する画像処理を可能とする.指紋の空間周波数に空間光電子回路で発生するパターンの空間周波数を一致させると,出力パターンが,指紋パターンの空間的な特徴の大部分を保持しつつ,ノイズだけを消去できることを明らかにした.空間的に局在化し,時間的に安定な光強度分布を有する孤立状態は,純光学的な並列メモリーや並列処理の実現を可能にする.本研究では,光アドレス形空間光変調素子とハイパス空間周波数フィルタを含む帰還光学系から構成される非線形光フィードバックシステムにおける,孤立状態の形成と消去,孤立状態の形成における光アドレス形空間光変調素子の初期位相(印加電圧に依存)のしきい値への影響,入力サイズに依存した孤立状態のスイッチングダイナミックス,孤立状態間の相互作用について行った.入力サイズに依存したスイッチングダイナミックスを利用すると,多数の孤立状態の中から狙った孤立状態を消去できる.

近年来，通过针对分子同步的分子间相互作用，并使用光学信号作为反应触发器，使用合作和同步的基本原理构建了许多分子系统。当光被用作信息载体时，可以在长距离，特别是在自由空间中连接光，从而允许与热，化学物质和电子不同的系统连接。我们已经使用了具有时空动力学的非线性空间光学回路，该动力学是分子同步的本质之一，并使用时间不断发展的模式进行了图像处理，形成和控制隔离状态，用于通过时空同步进行空间光学通信。空间光电路的特征是将空间相保持在一定的空间频率信号中，并且在系统中存在很长时间，同时迅速衰减了其他空间频率的信号。使用此特征，仅保留输入图像的特征来消除噪声。这项研究表明，当指纹的空间频率与空间光电路产生的模式的空间频率匹配时，输出模式只能消除噪声，同时保留指纹图案的大多数空间特征。具有空间定位和时间稳定的光强度分布的隔离状态可以实现纯光合记忆和并行处理。在这项研究中，在由反馈光学系统组成的非线性光学反馈系统中在孤立状态的形成中的调制元件，孤立状态之间的相互作用。通过利用取决于输入大小的开关动力学，可以从大量隔离状态中删除目标隔离状态。

项目成果

早崎芳夫: "新しい情報携帯のためのフェムト秒レーザーを用いた爪への光記録"電子情報通信学会技術研究報告(OCS2001-84〜99). 101・408. 7-10 (2001)

Yoshio Hayasaki：“使用飞秒激光进行指甲光学记录的新信息移动”IEICE技术研究报告（OCS2001-84-99）101・408（2001）。

Y.Hayasaki: "Spatial and temporal properties of a nonlinear optical feedback system"Optical Review. 8・5. 343-347 (2001)

Y.Hayasaki：“非线性光学反馈系统的空间和时间特性”光学评论8・5（2001）。

Y.Hayasaki: "Angle measurement by use of a liquid crystal spatial light modulator with optical feedback"Proceedings of the SPIE. 4416. 50-53 (2001)

Y.Hayasaki：“使用带有光学反馈的液晶空间光调制器进行角度测量”SPIE 论文集。

A.Takita: "Three-dimensional optical data storage in a nail for new data transportation"SPIE Proceedings. 4829. 1065-1066 (2002)

A.Takita：“用于新数据传输的钉子中的三维光学数据存储”SPIE 会议记录。

H.Yamamoto: "Enlargement of viewing area of stereoscopic full-color LED display by use of a parallax barrier"Applied Optics. 41・32. 6907-6919 (2002)

H. Yamamoto：“利用视差屏障扩大立体全彩 LED 显示器的可视面积”应用光学 41・32（2002 年）。