[發(fā)明專利]實現(xiàn)多階微分運算的光學芯片、參數(shù)確定方法及運算設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211444220.4
• 申請日: 2022-11-18
• 公開（公告）號: CN115494912B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發(fā)明（設計）人: 劉洋;張斗國
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G06E3/00
• 分類號: G06E3/00;G06F17/13
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 郭夢雅

1.一種實現(xiàn)多階微分運算的光學芯片，其特征在于，包括：

玻璃基底；

設置于所述玻璃基底上的光子晶體膜結構，所述光子晶體膜結構包括：

預設層數(shù)的透射率調(diào)制膜，

其中，所述透射率調(diào)制膜包括第一透射率膜和第二透射率膜；

其中，所述實現(xiàn)多階微分運算的光學芯片配置為：

在第一徑向角和第一方位角滿足第一預設條件的情況下，第一波長入射光通過所述光學芯片進行一階微分運算；

在所述第一徑向角和所述第一方位角滿足第二預設條件的情況下，所述第一波長入射光通過所述光學芯片進行二階微分運算，

其中，所述第一徑向角為，所述第一波長入射光與所述第一波長入射光入射的所述光子晶體膜結構的表面所在的平面的法線之間的夾角；

所述第一方位角為，所述第一波長入射光在所述平面中的投影所在直線與第一波長入射光在所述平面中的投影的偏振方向所在直線的夾角的余角；以及

在第二徑向角和第二方位角滿足第三預設條件的情況下，第二波長入射光通過所述光學芯片進行三階微分運算；

在所述第二徑向角和所述第二方位角滿足第四預設條件的情況下，所述第二波長入射光通過所述光學芯片進行四階微分運算，

其中，所述第二徑向角為，所述第二波長入射光與所述第二波長入射光入射的所述光子晶體膜結構的表面所在的平面的法線之間的夾角；

所述第二方位角為，所述第二波長入射光在所述平面中的投影所在直線與所述第二波長入射光在所述平面中的投影的偏振方向所在直線的夾角的余角。

2.如權利要求1所述的芯片，其特征在于，

所述光學芯片的基礎透射率是根據(jù)所述玻璃基底的折射率、所述第一透射率膜的折射率和所述第二透射率膜的折射率得到的；

基于配置為所述基礎透射率的所述光學芯片，對所述第一波長入射光和所述第二波長入射光進行透射調(diào)制，實現(xiàn)所述一階微分運算、所述二階微分運算、所述三階微分運算和所述四階微分運算。

3.如權利要求1所述的實現(xiàn)多階微分運算的光學芯片，其特征在于，

所述第一透射率膜的折射率分別大于所述第二透射率膜的折射率和所述玻璃基底的折射率，且所述第二透射率膜的折射率和所述玻璃基底的折射率相等，

在與所述玻璃基底連接的所述光子晶體膜結構中，所述第一透射率膜一面接觸所述玻璃基底，另一面接觸所述第二透射率膜。

4.如權利要求1所述的實現(xiàn)多階微分運算的光學芯片，其特征在于：

所述第一透射率膜的折射率分別大于所述第二透射率膜的折射率和所述玻璃基底的折射率，且所述第二透射率膜的折射率和所述玻璃基底的折射率不相等。

5.一種實現(xiàn)多階微分運算的光學芯片的參數(shù)確定方法，其特征在于，包括：

根據(jù)第一波長入射光、第二波長入射光、與所述第一波長入射光相對應的擬合透射率曲線和與所述第二波長入射光相對應的擬合透射率曲線，確定光學芯片的目標透射率；

根據(jù)所述目標透射率，通過轉(zhuǎn)移矩陣理論，確定目標光學芯片結構參數(shù)，以便制備如權利要求1-4任一所述實現(xiàn)多階微分運算的光學芯片；

其中，所述目標光學芯片結構參數(shù)包括：所述光學芯片的玻璃基底的目標第三厚度和所述玻璃基底的目標第三折射率；所述光學芯片的設置于所述玻璃基底上的光子晶體膜結構的透射率調(diào)制膜的第一透射率膜的目標第一厚度、所述第一透射率膜的目標第一折射率、所述光學芯片的設置于所述玻璃基底上的光子晶體膜結構的透射率調(diào)制膜的第二透射率膜的目標第二厚度、所述第二透射率膜的目標第二折射率。