非線形光回路における時空間ダイナミックスによる光画像の操作

非线性光学电路中时空动力学对光学图像的操纵

基本信息

批准号：
11167260
负责人：
早崎芳夫
金额：
$ 2.24万
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 (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

近年,分子シンクロ空間光デバイスの候補となりうる,光信号を反応のトリガーとする分子システムが構築されている.光を情報媒体とすると,自由空間中を長距離かつ特異的に信号を伝えられるため,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.本研究では,分子シンクロナイゼーションの本質である時空間の非線形ダイナミックスを内在する非線形空間光回路を用いた,新しい信号処理システムを構築することを目的とする.特に,1台の空間光変調素子と帰還光学系で構成される空間光回路は,光フィードバックシステムと呼ばれる.昨年度までに,パターンのサイズと回折距離の特徴的な関係を実験的,理論的に見い出した.さらに,フーリエ面における空間周波数フィルタによる発生するパターンのピッチの選択が可能であることを示した.ローカットフィルタを挿入による孤立点の発生と,帰還光学系の光軸にシフトによる,孤立点のドリフトを実証し,この手法用いた時空間画像の記憶や遅延を実行した.今年度,非線形光フィードバックシステムが,多数の空間的な安定解を有し,それらの間の競争によるパターンの時間的な揺らぎを明らかにし,空間周波数フィルタによって,個々の安定解を選択できることとそのゆらぎを抑制できることを示した.また,電子システムとの接続性に優れ,非線形性,時間応答,空間写像を広い範囲で調節可能な光電子ハイブリッドなフィードバックシステムを構築した.そのシステムにおいて,時系列処理が途中の介在しているにもかかわらず,光フィードバックシステムと同様な空間特性を有する自発的パターン形成を起こすことを明らかにした.さらに,光路をシフト量させると,発生するパターンが,シフト量に比例した速度で流れることを利用して,発生するパターンの速度から,フィードバック光学系に透明基板の角度を計測できることを示した.

近年来，已经构建了使用光信号触发反应的分子系统，这可能是分子同步空间光学装置的候选者。如果使用光作为信息介质，信号可以长距离传输，特别是在自由空间中。可以构建一个不同于热、化学和电子的系统。在这项研究中，我们将使用非线性空间光学电路开发一种新的信号处理方法，该方法结合了时空非线性动力学，这是分子同步构建的本质。一个系统特别是，由一个空间光调制器和反馈光学系统组成的空间光路被称为光学反馈系统。截至去年，我们已经进行了实验以确定图案尺寸和衍射距离之间的特征关系。通过在傅立叶平面上使用空间频率滤波器来选择生成图案的节距是可能的。通过插入低切滤波器，我们可以生成孤立点并调整孤立点的反馈光学系统的光轴。通过转移到我们用这种方法演示了时空图像的漂移、存储和延迟。今年，我们证明了非线性光学反馈系统具有大量的空间稳定解，它们之间的竞争导致模式在时间上发生变化。研究表明，可以选择单独的稳定解，并且可以使用空间频率滤波器来抑制波动。此外，它与电子系统具有出色的连接性，并且可以处理大范围内的非线性、时间响应和空间映射。在该系统中，我们证明，尽管存在时间序列处理的干预，但仍会发生具有与光学反馈系统类似的空间特征的自发图案形成。此外，通过利用当光路移动时，生成的图案流动的事实。在与移动量成比例的速度下，表明可以使用反馈光学系统根据生成的图案的速度来测量透明基板的角度。