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仿人立体传感器 | 采用嵌入马赫-曾德尔干涉仪的等离子体天线

Chinese Optics Letters 2021年第10期Editors’ Pick：
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A. Garhwal, A. E. Arumona, P. Youplao, K. Ray, I. S. Amiri, and P. Yupapin. Human-like stereo sensors using plasmonic antenna embedded MZI with space–time modulation control [Invited]. Chinese Optics Letters, 2021, 19(10): 101301.
等离子体电路形式多样，其中一种是由硅微环组成的，且硅微环应用广泛。时空函数描述了随时间和空间演化的场，其边界会产生奇点。研究人员通过时空调制实现了丰富的需求。回音廊模式（WGM）能够在无线连接时发挥作用，可应用于光保真（LiFi）网络，而电缆连接信号通过电缆传输，可应用于光纤网络。此外，WGM还会使微环电路中产生微环俘获光。
立体三维传感器的基本原理是：在传感器系统中输入两个信号，最终的输出信号能够实现多路复用。基于这一原理，研究人员提出了一种将两个微环谐振器镜像排列在中心环两侧的立体传感器模型，并基于非线性微环Kerr-Vernier效应的相位差法，计算了串扰和立体传感器的灵敏度。研究发现，该传感器可用于解决双目视觉问题，并设计和仿真了硅微环立体传感器第三只眼的结构。三维成像采用时空函数控制，实现了双视觉调节和视觉扩展。在此系统中，在输入端输入两个光信号，能够在中心线性波导中获得输出信号。
近期，越南孙德胜大学Preecha Yupapin教授研究团队首次创新性地提出了仿人微型立体传感器（如图1所示），相关研究成果发表在Chinese Optics Letters第19卷第10期上（P. Yupapin, et al. Human-like stereo sensors using plasmonic antenna embedded MZI with space–time modulation control [Invited]）。
该团队将嵌入马赫-曾德尔干涉仪（MZI）的六个熊猫环类比为人体的眼睛、耳朵、舌头、鼻子、身体和大脑。在MZI的上支路输入信号，即可实现信号在系统内的传播。其中，6个熊猫环均为WGM模式，时空调制信号可用于MZI下支路。调制的信号可以配置等离子体的自旋方向，可应用于量子编码和量子意识。该团队的关键成员Kanad Ray教授认为，该系统可用于基于光泵浦的脑机接口和连续过滤应用，如量子意识、深度学习和机器学习。
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图1 仿人微型立体传感器系统，其中N1 到 N6依次是眼睛、耳朵、舌头、身体、鼻子和大脑的节点1到节点6。R1和R2为微环谐振器的半径。κ1到κ4是耦合系数。输入端口、吞吐量端口、添加端口、drop端口的光场分别为Ein、Eth、 Eadd和Edr

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