人工智能技術與超表面全息術相結合，不僅可實現(xiàn)單張全息圖重建118幅獨立圖像，還創(chuàng)下入射光2納米的超窄線寬紀錄。這一技術還能進行全息視覺加密，開發(fā)出“所見非所得”的動態(tài)密碼系統(tǒng)。3月24日，記者從上海理工大學獲悉，該校顧敏、方心遠團隊聯(lián)合國外研究團隊，展開了“超窄線寬波長-渦旋復用超表面全息術”的相關研究。研究成果日前刊發(fā)在國際期刊《科學進展》上。
 

如何讓一張全息圖承載上百幅圖像？研究團隊給出的答案是“AI賦能光學設計”。
 

傳統(tǒng)全息圖設計依賴低效率的迭代優(yōu)化算法。該研究中，團隊利用Transformer神經網絡，對單張純相位全息圖進行全局優(yōu)化設計，應用于具有寬波段響應能力的納米超表面全息圖，使其能夠同時感受入射光波長與軌道角動量的雙重變化。簡單來說，就像為光波打造了“智能篩網”，僅允許特定顏色和螺旋程度的光通過，從而在可見光范圍內實現(xiàn)了2納米超窄線寬的高精度篩選。“AI為光雕刻出118把不同的鑰匙，每把鑰匙只能打開特定的信息寶庫。”論文第一作者，上海理工大學智能科技學院博士生孟維佳比喻道。實驗顯示，該技術的信息加密安全性較傳統(tǒng)方法提升超過2500倍，即使截獲全息圖，若未掌握密鑰對應的波長與渦旋參數組合，也無法破解原始信息。這種“視覺密碼術”已在高安全級數據存儲、防偽標識等領域展現(xiàn)應用潛力。
 

據悉，這項研究的背后，是一支橫跨三大洲的科學聯(lián)合團隊，由上海理工大學牽頭，澳大利亞莫納什大學、美國華盛頓大學等機構的專家們跨越時區(qū)壁壘，云端協(xié)作攻克技術難關。通過“虛擬實驗室”共享實時數據，團隊利用跨國設備接力完成超表面制備與測試。

研究團隊已將該技術應用于全息視覺加密，開發(fā)出“所見非所得”的動態(tài)密碼系統(tǒng)。例如，用特定波長激光照射超表面時，看似無序的光斑會瞬間直接組織成二維碼或三維動態(tài)圖像，而其他波段光源僅顯示干擾圖案。據悉，這種“光學指紋”驗證技術，可應用于金融防偽等領域。