铁电液晶拓扑超结构

微秒级边缘增强

利用电场极性动态切换的拓扑手性层状超结构，实现边缘增强功能的可编程光学成像。

Dong, Zhu · Liu, Jia · 张恒 · Zhu, Lin · 李超 · 陈鹏 · 张龙 · Yuan, Xiao Cong Larry · 陆延青

National Science Review 2024

参数信息

切换时间

57 μs

循环稳定性

1000

技术优势

微秒级切换

电场翻转即可切换，切换时间约57微秒，支持实时动态边缘检测。

双模式可编程

电场极性不同产生近乎正交偏振分布的矢量光束，分别增强水平和垂直边缘，可按需切换。

宽带工作

器件在宽带范围内实现边缘增强成像，适用多种波长。

高循环稳定性

数千次循环后仍保持选择性边缘增强性能，无退化。

应用场景

• 光学计算：提供可编程的超快边缘提取前端，加速图像特征预处理。
• 边缘检测：以全光方式高速提取图像边缘，替代数字算法降低能耗延迟。
• 可调光学器件：通过电场极性动态切换功能，为可重构光学系统提供新方案。
• 液晶光子学：将铁电液晶拓扑超结构用于光束调控，推动液晶光子器件发展。
• 人工智能视觉：在图像进入 AI 系统前完成边缘提取，减轻运算负担。