摘要
従来の全ストークス検出方法は時間分割または空間分割に基づいており、装置の大きさ、設置の困難さ、時空間に一貫した検出ができないといった欠点があります。二次元材料およびメタマテリアルの最新の発展により、サブ波長サイズの偏光感受構造に基づく超コンパクトで時空間に一貫した全ストークス検出器の実現が可能となりました。グラフェン-金属ナノアンテナをベースとした偏光検出器を提案し、グラフェン上のベクトル光電流およびニューラルネットワーク手法を用いることで、全ストークスパラメータの時空間一貫検出が可能です。FDTDシミュレーションにより異なる偏光状態の入射光下でのベクトル光電流を得てから、ニューラルネットワークアルゴリズムに基づいて全ストークスパラメータ<inline-formula><alternatives><math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M1"><mover accent="true"><mi>S</mi><mo>^</mo></mover></math><graphic specific-use="big" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/FB9C5E3C-D4E6-41c3-A469-D3FDF1720944-M001.jpg"?></graphic><graphic specific-use="small" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/FB9C5E3C-D4E6-41c3-A469-D3FDF1720944-M001c.jpg"?></graphic></alternatives></inline-formula>と記録されたベクトル光電流<inline-formula><alternatives><math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M2"><mover accent="true"><mi>I</mi><mo>^</mo></mover></math><graphic specific-use="big" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/FB9C5E3C-D4E6-41c3-A469-D3FDF1720944-M002.jpg"?></graphic><graphic specific-use="small" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/FB9C5E3C-D4E6-41c3-A469-D3FDF1720944-M002c.jpg"?></graphic></alternatives></inline-formula>とのマッピング関係<inline-formula><alternatives><math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M3"><mover accent="true"><mi>S</mi><mo>^</mo></mover><mo>=</mo><mi>f</mi><mo stretchy="false">(</mo><mover accent="true"><mi>I</mi><mo>^</mo></mover><mo stretchy="false">)</mo></math><graphic specific-use="big" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/FB9C5E3C-D4E6-41c3-A469-D3FDF1720944-M003.jpg"?></graphic><graphic specific-use="small" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/FB9C5E3C-D4E6-41c3-A469-D3FDF1720944-M003c.jpg"?></graphic></alternatives></inline-formula>を構築し、全ストークスパラメータの検出に成功しました。4μm波長帯での二乗平均誤差は0.00769であり、入射光の実測値と予測値のストークスパラメータの最小包含球の相対半径差は7.68%でした。本検出器は時間分割および空間分割機構の固有の技術的制限を克服し、集積化・小型化された時空間一貫型全ストークス検出の新たなアプローチを提供します。
关键词
偏光光電検出器;全ストークス;時空間一貫性;ニューラルネットワーク;グラフェン
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