Polychromatic Dual-Mode Imaging with Structured Chiral Photonic Crystals

光子学 双折射 实现(概率) 宽带 光学 相(物质) 微分器 光学计算 光场 材料科学 计算机科学 光电子学 物理 电信 数学 统计 带宽(计算) 量子力学 磁场
作者
Dong Zhu,Yiheng Zhang,Sijia Liu,Wen Cheng,Lin Zhu,Shi‐Jun Ge,Peng Chen,Wei Duan,Yanqing Lu
出处
期刊:Nano Letters [American Chemical Society]
被引量:1
标识
DOI:10.1021/acs.nanolett.3c03437
摘要

Optical spatial differentiation is a typical operation of optical analog computing and can single out the edge to accelerate the subsequent image processing, but in some cases, overall information about the object needs to be presented synchronously. Here, we propose a multifunctional optical device based on structured chiral photonic crystals for the simultaneous realization of real-time dual-mode imaging. This optical differentiator is realized by self-organized large-birefringence cholesteric liquid crystals, which are photopatterned to encode with a special integrated geometric phase. Two highly spin-selective modes of second-order spatial differentiation and bright-field imaging are exhibited in the reflected and transmitted directions, respectively. Two-dimensional edges of both amplitude and phase objects have been efficiently enhanced in high contrast and the broadband spectrum. This work extends the ingenious building of hierarchical chiral nanostructures, enriches their applications in the emerging frontiers of optical computing, and boasts considerable potential in machine vision and microscopy.
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