作者合影（左一為張國權教授）
光學信息處理是對圖像的光波信息進行處理的一種技術，通常采用傅裏葉變換把時域信號分解成多個正弦函數的和或積分，然後在頻域利用空間濾波器對圖像的頻率信號進行處理，再通過傅裏葉逆變換得到處理後的信息。
不同於上述采用濾波器調製空間頻譜的方法，南開大學張國權教授課題組提出了采用基於電磁感應透明效應的光學信息量子存儲機製，在4f成像係統中直接實現兩路輸入光學信息之間卷積的方案。相關研究成果發表在《光學學報》2017年第2期（李誌向,劉建基,範洪鳴,張國權，基於量子存儲機製實現光學信息卷積操作的研究，DOI: 10.3788/aos201737.0207003）。
圖1 實驗裝置圖
如圖1所示，將摻鐠矽酸釔晶體(Pr:YSO)置於4f成像係統的共焦麵上，通過電磁感應透明效應將一路輸入光學信息ES的空間頻譜信息存儲於Pr:YSO晶體中，以另一路光學信息ER經透鏡L1變換之後的空間頻譜作為讀出光讀取存儲於Pr:YSO晶體中的光學信息。根據基於電磁感應透明效應的光學信息存儲與讀取機製，讀取過程中新產生的光場ES’是兩路輸入光學信息ES和ER的空間頻譜的乘積。光場ES’再經4f成像係統中透鏡L2的傅裏葉變換之後，在像麵上的光場分布恰好為兩路輸入光學信息的卷積。
圖2 兩路雙縫結構光場卷積運算的調控
圖2是兩個雙縫結構輸入光場在不同相位條件下的卷積。可以看到，通過調節讀出雙縫結構光場中其中一條狹縫上光場的相位 ，可以實現對像麵上卷積光場的相幹調控。
該方案不僅提供了一種直接實現兩路輸入光學信息之間卷積運算的方法，同時也提供了一種光學信息變換的全光調控技術方案。理論和實驗結果均表明，通過設計讀出光場可以實現對輸入信號光場在像麵上的光場分布的調控。
該課題組的張國權教授認為，該研究提出的基於電磁感應透明效應來實現對單光子等量子態的存儲和讀取的技術，有望應用於基於單光子等量子態的量子信息處理、成像和圖像處理技術中，在光學信息處理、光學成像以及光學圖像處理等方麵有重要的應用價值。
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