博覽：2015 Optica 缺陷組件，完美光學

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博覽：2015 Optica 缺陷組件，完美光學

技術背景：

在矽光子技術中使用馬赫-曾德爾幹涉儀(yi) (Mach-Zehnder interferometer, MZI)可以實現給定維度的任意空間線性光學函數。

當前不足：

如空間模式轉換器、線性光學量子計算門以及用於(yu) 通信和其它国产成人在线观看免费网站的任意線性光學處理器這樣的光學函數，可以在矽光子技術中使用MZI網格(mesh)來實現，但性能受到不能實現理想的50：50分割的分束器的限製。 

文章創新點：

基於(yu) 此，美國斯坦福大學的David A. B. Miller提出了一種新的架構和一種新穎的自我調整方法，可以自動補償(chang) 從(cong) 85∶15到15∶85之間由於(yu) 不完美製造產(chan) 生的非理想分光比，並能夠大規模製造用於(yu) 各種複雜和精確線性光學函數。

原理解析：

(1) 使用雙MZI結構補償(chang) 由於(yu) 加工誤差引起的非理想50:50分束比(允許加工誤差範圍從(cong) 85:15到15:85)。如圖1a，MZI塊包含了兩(liang) 個(ge) 名義(yi) 上50:50分束比的分束器(由於(yu) 製造誤差，實際上比值有偏離)、移相器θ控製MZI的分束比、移相器ϕ控製額外相位。通過使用如圖1b所示的附加MZI替代分束器(BSL和BSR模塊)，結合算法(作者提出的beam splitter 50:50 setup algorithm,BFSA),可以隻依據z小或者z大化探測器DB和DR上的功率，就可以無需校正任何組件，實現BSL和BSR的50:50分束比。

(2) 使用一種MZI網格逐步配置算法(mesh 50:50 setup algorithm,MFSA),以設置網格中的所有MZI塊，實現真實的網格。隨後使用自配置線性組件算法(self-configuring linear component algorithm)配置網格實現zui終所需函數。

參考文獻：David A. B. Miller, "Perfect optics with imperfect components," Optica 2, 747-750 (2015)

DOI：https://doi.org/10.1364/OPTICA.2.000747

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