近日，廣東工業(yè)大學(xué)信息工程學(xué)院秦玉文教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在多模光纖的非正交光信息復(fù)用傳輸方面取得重要進(jìn)展，研究成果（即論文標(biāo)題）“Non-orthogonal optical multiplexing empowered by deep learning”于2024年2月21日發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)綜合性學(xué)術(shù)期刊《Nature Communications》（影響因子：16.6），這是我院首次以第一單位在Nature子刊發(fā)表研究論文。我院2021級(jí)碩士生潘土強(qiáng)和葉建偉為共同第一作者，論文通訊作者為徐毅教授和秦玉文教授，研究工作依托通感融合光子技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和廣東省信息光子技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東工業(yè)大學(xué)為論文唯一完成單位。

圖1. 多模光纖上的非正交多維光信息復(fù)用示意圖

突破多維光信息復(fù)用對(duì)物理正交性的依賴，是進(jìn)一步提升光學(xué)系統(tǒng)自由度和信息容量的重要探索方向。研究團(tuán)隊(duì)提出了一種名為散斑光場(chǎng)重建網(wǎng)絡(luò)（Speckle Light Field Retrieval Network，SLRnet）的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，利用該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了多模光纖的非正交光信息復(fù)用傳輸。訓(xùn)練好的SLRnet能夠憑借輸出端的單幀強(qiáng)度信息恢復(fù)出空間重疊非正交輸入通道中的復(fù)用光場(chǎng)信息。研究團(tuán)隊(duì)驗(yàn)證了11種不同的非正交輸入復(fù)用組合，所有測(cè)試組合的信息重建準(zhǔn)確度都在98%以上，即使是相同的偏振態(tài)和波長(zhǎng)的非正交復(fù)用情況也能準(zhǔn)確地解復(fù)用，證明了該方法的魯棒性。此外，還使用與訓(xùn)練集不同類型的數(shù)據(jù)驗(yàn)證了SLRnet具有較強(qiáng)的泛化能力。本研究有望為多模光纖信息傳輸技術(shù)的發(fā)展提供新思路。

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