Un equipo de ingenieros e investigadores de UCLA ha desarrollado un nuevo método para dar forma a pulsos de luz mediante la creación de redes físicas compuestas por capas especialmente diseñadas. Estas capas se diseñan mediante aprendizaje profundo y luego se fabrican mediante impresión 3-D y se apilan juntas, uno tras otro, formando una red óptica que es capaz de realizar diversas tareas computacionales utilizando ondas ópticas y difracción de luz. Estudios anteriores demostraron la clasificación y el reconocimiento totalmente ópticos de imágenes utilizando estas redes difractivas diseñadas por aprendizaje profundo.

En este trabajo reciente, publicado en Comunicaciones de la naturaleza , Los investigadores de UCLA crearon redes ópticas difractivas que pueden tomar un pulso de luz de entrada y pasarlo a través de capas especialmente diseñadas para dar forma al pulso de salida que está dejando la red óptica en una forma de onda temporal deseada. Esta red de modelado de pulsos se demostró en terahercios parte del espectro electromagnético por primera vez, mostrando la síntesis de varias formas de pulsos de terahercios. Al controlar con precisión tanto la fase como la amplitud de un pulso de entrada de banda ancha en un continuo de longitudes de onda, Se demostró la generación de diferentes formas de pulso con varios anchos de pulso.

Este enfoque de modelado de pulsos se compone de capas difractivas pasivas que no consumen energía y se pueden utilizar para diseñar directamente pulsos de terahercios generados a través de, por ejemplo, láseres de cascada cuántica, circuitos de estado sólido y aceleradores de partículas. Otra ventaja importante de este enfoque basado en el aprendizaje profundo es que es versátil y se puede adaptar fácilmente para diseñar pulsos de terahercios independientemente de su estado de polarización. calidad del haz o aberraciones.

Profesor Aydogan Ozcan, Cátedra Volgenau de Innovación en Ingeniería y Catedrático de Ingeniería Eléctrica e Informática en UCLA, enfatizó que este marco se puede aplicar a otras partes del espectro electromagnético para dar forma a pulsos ópticos y encontrará un amplio uso en diversas aplicaciones, como en imágenes ultrarrápidas, espectroscopia y telecomunicaciones ópticas. Las redes ópticas difractivas abren una gran cantidad de nuevas oportunidades de diseño, especialmente en la parte de terahercios del espectro, donde los dispositivos y componentes existentes tienen algunas limitaciones importantes, añadió la profesora Mona Jarrahi de UCLA.