近日，中國科學技術大學莊濤濤教授團隊在光電計算領域取得重要進展，成功設計出基于手性選擇性光電轉換的圓偏振光電邏輯門，并驗證了其多功能邏輯運算能力，在圖像處理與信息加密領域實現(xiàn)應用。
莊濤濤教授團隊創(chuàng)新性地將“圓偏振光”與手性材料的光電響應特性相結合，構建出新型圓偏振光電邏輯門。圓偏振光作為一種具有螺旋偏振方向的光，其左旋與右旋狀態(tài)可被特定手性材料選擇性識別與轉換。研究團隊利用這一特性，設計出能夠根據(jù)入射光偏振狀態(tài)執(zhí)行不同邏輯運算的器件結構。
實驗表明，該圓偏振光電邏輯門不僅能夠實現(xiàn)基礎的“與”“或”“非”等布爾邏輯運算，還可通過光偏振態(tài)與電信號的靈活調控，完成多輸入、可重構的復雜邏輯功能。這一設計突破了傳統(tǒng)光電邏輯門功能單一、調控方式有限的瓶頸，為高維光計算提供了新思路。
值得關注的是，研究團隊進一步探索了該技術在圖像處理與信息加密領域的應用潛力。利用圓偏振光作為信息載體，結合邏輯門的多功能運算能力，研究人員實現(xiàn)了對圖像內容的實時并行處理，例如邊緣增強、噪聲過濾等操作。在信息加密方面，圓偏振光的獨特物理性質為數(shù)據(jù)安全提供了新的加密維度，實驗展示了基于偏振態(tài)的邏輯加密與解密過程，展現(xiàn)出該技術在光學信息安全中的實用價值。
該研究得到了國家自然科學基金、中國科學院等相關項目的支持。團隊表示，將繼續(xù)優(yōu)化器件性能，探索圓偏振光電邏輯門在更廣泛場景中的應用，并推動其向小型化、集成化方向發(fā)展。
相關成果以“Circularly-Polarized Optoelectronic Logic Gates”為題發(fā)表在國際知名學術期刊《先進材料》(Advanced Materials)上。
參考來源：中國科學技術大學
