[发明专利]一种基于衍射光栅的多波长空间光场微分运算器件

摘要

本发明公开了一种基于衍射光栅的多波长空间光场微分运算器件，属于光学信息处理领域。本发明设计的空间光场微分器具有能同时工作在多个波长、设计简单、器件厚度为微纳米尺寸、易于大规模制备、可与硅基器件集成等优点。本发明通过激发介质波导层中的波导模式，并使器件的传递函数为线性，从而对输入空间光场进行一阶微分处理。本发明能够同时在多个波长处相应地激发多个不同的波导模式，且能同时在这多个波长实现光场的一阶空间微分运算。本发明可用于超快速、实时、大通量的图像处理例如边缘提取，在医学和卫星图像处理中有重要的技术应用前景。

主权项

1.一种基于衍射光栅的多波长空间光场微分运算器件，其特征在于，能够在多个波长处对相干光进行微分运算，包括从上至下依次叠加的空间频率耦合层、波导层、反射层/空间频率耦合层；所述波导层支持多个波导模式；所述空间频率耦合层使用衍射光栅或者棱镜，且器件中至少有一层为衍射光栅；所述空间频率耦合层的衍射光栅满足：使得某一特定空间频率的多个工作波长的入射相干光分别能够激发波导层支持的不同的波导模式，且在此空间频率处光栅的某一非零衍射级次的传递函数为零，且在该空间频率附近的传递函数为线性。