JETP Letters: issues online

Аналоговые вычисления на основе пространственной Фурье-фильтрации в 4f-схеме позволяют выполнять математические операции над изображениями полностью оптически, тем самым обеспечивая их предцифровую обработку с высокой скоростью. Традиционные реализации на основе объемных рефрактивных элементов громоздки и сложны с точки зрения масштабирования. Благодаря эффективному управлению волновым фронтом оптические метаповерхности позволяют заменить такие элементы на плоские субволновые наноструктуры, обеспечивая компактность и субволновое разрешение при управлении амплитудой и фазой света. В настоящей работе проводится сравнение пиксельного и градиентного проектирования оптических метаповерхностей на основе нанокольцевых резонаторов из арсенида галлия для пространственного дифференцирования. В рамках пиксельного алгоритма каждая область метаповерхности (пиксель) рассматривается как квадратная периодическая решетка одинаковых нанорезонаторов. Градиентный алгоритм позволяет оптимизировать топологию, плавно меняя характеристики нанорезонаторов вдоль метаповерхности. Несмотря на предположение о том, что градиентный подход может минимизировать искажения, характерные для пиксельных структур, и позволить достичь более точного соответствия требуемой математической операции, в рамках поставленной в данной работе задачи пиксельная структура показала коэффициент корреляции Пирсона на 6-8 градиентной.