基于各向异性晶体的光学微分运算

摘要

光学微分运算是边缘图像的光学检测核心原理,与传统的数字图像处理方法相比,具有效率高、结构简单且无需考虑算法和功耗等优点.本文提出一种基于各向异性晶体的光学微分运算装置,用定制的晶体片实现光的空间分化,从而实现多角谱分量下的全方位边缘成像.本文中的方案需要将光束的左右旋圆偏振分量横向分离,再对中间部分的线偏振光进行滤波处理.该方案主要是基于各向异性晶体的双折射效应,整个装置整合为一条笔直的光路,与自旋霍尔效应和超表面相比,具备原理简单、成本较低且成像稳定的优点,不过对晶体的厚度有较高的要求.实验结果也较为理想地验证了此方案,未来可望在量子观测、生物细胞和医学等领域实现一定潜在应用.