微光学平面折叠式光学相关器：设计、减小体积与性能验证

本文主要探讨了一种基于微光学与二元光学技术的新型平面集成光学相关器的设计与分析。该相关器创新性地将传统的光学元件，如组成4f系统的关键组件（傅里叶变换透镜、全息匹配滤波器、输入面和输出面）整合在一个平面结构中，通过与平面偏振反射镜配合，构建了一个反射型的平面光学系统。这种设计旨在实现光学系统的紧凑化，提升空间效率，减少体积，文中提到体积可以减小至约12立方厘米，这在小型化和集成化的光学系统设计中具有显著优势。 设计过程中，作者详细讨论了系统的结构设计策略，包括如何优化各元件的布局和尺寸，以及如何确保光学性能的一致性和稳定性。同时，他们还提供了具体的设计模型，这可能涉及复杂的光学方程和计算，以确定最佳的光学参数组合。在系统参数设计上，可能涉及到像焦距、孔径大小、干涉图案等关键因素的选择，以实现高效的信息处理和识别。 利用菲涅耳衍射数值模拟方法，研究人员对这一集成光学相关器的图像识别性能进行了深入研究。这种方法允许他们模拟光线在平面器件中的传播路径，评估不同输入信号下的响应，验证了集成光学相关器在实际应用中的高识别能力。结果显示，平面集成光学相关器在图像处理任务中表现出色，这表明它在诸如机器视觉、生物医学成像、通信等领域具有广泛的应用潜力。 关键词方面，"集成光学"强调了整体设计的创新和集成特性，"光学相关器"则揭示了核心功能，"计算全息匹配滤波器"指出了关键的信号处理技术，而"空间光调制器"和"二元光学"则分别反映了在设计中所采用的多级光路调控和二维光学元件设计策略。 这篇文章深入探讨了平面集成光学相关器的设计，其紧凑的结构、高效的性能和潜在的应用前景，代表了当前光学工程领域的一个重要进展，对于推动光学技术的小型化、高性能化和集成化具有重要意义。