PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Physical Review Applied· 2026Q1

Spin-çoğaltılmış yerel olmayan meta-yüzeylere dayalı kenar-geliştirilmiş kırınımcı sinir ağları

Edge-enhanced diffractive neural networks based on spin-multiplexed nonlocal metasurfaces

Qianqian He, Kenan Guo, Jumin Qiu, Huifu Qiu ve diğerleri

Kısa özet

Tek katmanlı bir kırınımcı sinir ağı, spin-çoğaltılmış yerel olmayan meta-yüzeyler kullanarak tüm-optik kenar tespiti ve sınıflandırmayı entegre ederek MNIST üzerinde %64.2'den %80.7'ye sınıflandırma doğruluğu elde etti.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Entegre bir yerel olmayan meta-platform, spin-çoğaltma yoluyla tüm-optik kenar tespiti ve DNN sınıflandırması gerçekleştirir.
  • Eş-polarize ışık kenar tespiti için momentum-uzay filtrelemesini; çapraz-polarize ışık sınıflandırma için geometrik faz modülasyonunu sağlar.
  • Mimari, süreksizliğin quasi-sınır durumları ve hilal şeklindeki nanopillar rezonansları ile bağlanarak yaklaşık %55'lik yüksek polarizasyon dönüşüm verimliliği elde etti.
  • Tek katmanlı bir ağ için MNIST sınıflandırma doğruluğu %64.2'den %80.7'ye çıkarıldı.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Single-layer diffractive neural networks often face classification accuracy bottlenecks due to limited wavefront modulation capabilities. Edge detection, as an optical image processing technique, extracts image contours and offers a promising way to simplify classification tasks. However, integrating edge detection and DNN-based classification on a single chip remains a challenge. Here, we propose an integrated nonlocal meta-platform that achieves all-optical edge detection and DNN-based classification via spin-multiplexing. By exploiting the dispersion properties of the nonlocal Huygens' metasurface, the co-polarized component in the output light performs momentum-space filtering for real-time edge detection. The cross-polarized component undergoes geometric phase modulation to execute image classification within the DNN. We couple quasi-bound states in the continuum and magnetic dipole resonances in crescent-shaped nanopillars, achieving a high polarization conversion efficiency of approximately $55\%$. This edge-enhanced DNN architecture significantly reduces data redundancy, elevating the classification accuracy of the single-layer network on the MNIST dataset from $64.2\%$ to $80.7\%$. Our work provides a compact, high-efficiency solution for integrated all-optical machine vision and intelligent photonic computing.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Physical Review Applied, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Elektronik, Optik ve Manyetik Malzemeler

Electronic, Optical and Magnetic MaterialsMaterials Science