Чип Stanford и ISTA разобрал смешанный свет на отдельные лучи: точность сверки до 99.9%

Устройство называется анализатором частично когерентного света (PCLA). Это изготовленная на фабрике кремниевая схема на изоляторе: массив из девяти решеточных вводов подает свет в два самонастраивающихся слоя интерферометров Маха-Цендера. В каждом интерферометре стоят два термофазовращателя и два направленных ответвителя 50:50, а вся сеть применяет унитарное преобразование к входящему полю.

В главных экспериментах два независимых перестраиваемых лазера на номинальной длине волны 1,534.65 нанометра создали взаимно некогерентные входные поля. Первый слой интерферометров настраивается глобально на максимум выходной мощности, затем второй слой оптимизируется в оставшемся ортогональном подпространстве. Представительная оптимизация сошлась к нулевым средним градиентам примерно за 50 итераций.

Сверка и масштаб: на конфигурации с четырьмя входными портами точность собственных векторов составила 97.8% для первого слоя и 99.9% для второго, а ошибки оценки собственных значений 0.29% и 3.11% соответственно. Отдельный эксперимент третьего ранга на полностью перестраиваемой схеме 9 на 9 показал три оптимизированных выхода, ставших попарно взаимно некогерентными после сходимости.

Чип не обязательно восстанавливает исходные лучи: он диагонализует матрицу когерентности, а моды в общем случае содержат вклады обоих входов и совпадают с исходными лучами только когда входные поля ортогональны. В режиме демультиплексора измеренные перекрестные помехи между разделенными лучами составили минус 13.0 дБ. Спутниковую линию эксперименты не демонстрировали: авторы говорят о перспективах для микроскопии, сверхразрешающей визуализации и адаптивной оптики, а команда уже сотрудничает с NASA в вопросе света далеких галактик. Из нашей ленты по теме: оптический инференс Lumai и молекулярный кубит NVision.