光衍射元件、以及光运算系统技术方案

本发明专利技术实现一种光衍射元件，其除了表示运算后的信息的信号光之外，还能够输出表示运算前的信息的信号光。光衍射元件(1)由多个单元构成。在光衍射元件(1)的各单元中，透过第一偏振光成分(X偏振光成分)的第一区域(C1)的厚度或折射率相互独立地设定，透过偏振方向与所述第一偏振光成分不同的第二偏振光成分(Y偏振光成分)的第二区域(C2)的厚度或折射率相同。光成分)的第二区域(C2)的厚度或折射率相同。光成分)的第二区域(C2)的厚度或折射率相同。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光衍射元件、以及光运算系统


[0001]本专利技术涉及一种进行光运算的光衍射元件。另外，涉及一种具备这种光衍射元件的光运算系统。

技术介绍

[0002]已知一种光衍射元件，其设计为，具有折射率分别独立设定的多个微单元，使透过各微单元的光相互干涉，从而以光学方式执行预定的运算。关于使用光衍射元件进行的光学方式的运算，与使用处理器进行的电运算相比而言，速度快且消耗功率低。在专利文献1中公开了一种具有输入层、中间层、以及输出层的光神经网络。上述的光衍射元件例如能够作为这种光神经网络的中间层使用。现有技术文献专利文献
[0003]专利文献1：美国专利第7847225号说明书

技术实现思路

(一)要解决的技术问题
[0004]有时，在运算中需要参照运算前的信息及运算后的信息双方。例如，缺陷提取运算是这种运算的一例，所述缺陷提取运算从图像中提取被摄体的缺陷，通过将运算后的图像与运算前的图像进行合成，从而能够获得使检查者容易目视确认被摄体在什么部位有什么缺陷的图像。但是，现有的光衍射元件的输出光仅包含运算后的信号光，不包含运算前的信号光。因此，现有的光衍射元件不适于需要参照运算前的信息及运算后的信息双方的运算。
[0005]本专利技术一方式针对上述问题而完成，其目的在于，实现一种光衍射元件，其除了表示运算后的信息的信号光之外，还能够输出表示运算前的信息的信号光。(二)技术方案
[0006]本专利技术一方式的光衍射元件是由多个单元构成的光衍射元件。在本专利技术方式1的光衍射元件中，在各单元中透过第一偏振光成分的第一区域的厚度或折射率相互独立地设定，在各单元中透过偏振方向与所述第一偏振光成分不同的第二偏振光成分的第二区域的厚度或折射率相同。
[0007]本专利技术一方式的光运算系统具备：上述的光衍射元件；发光装置，其输出向所述光衍射元件输入的信号光；以及受光装置，其以不进行区别的方式检测从所述光衍射元件输出的信号光的第一偏振光成分及第二偏振光成分。
[0008]本专利技术一方式的光运算系统具备：上述的光衍射元件；发光装置，其输出向所述光衍射元件输入的信号光；第一受光装置，其检测从所述光衍射元件输出的信号光的第一偏振光成分；以及第二受光装置，其检测从所述光衍射元件输出的信号光的第二偏振光成分。(三)有益效果
[0009]根据本专利技术一方式，能够实现一种光衍射元件，其除了表示运算后的信息的信号
光之外，还能够输出表示运算前的信息的信号光。另外，根据本专利技术一方式，能够实现一种具备这样的光衍射元件的光运算系统。
附图说明
[0010]图1是表示本专利技术一实施方式的光衍射元件的结构的俯视图。图2是将图1所示的光衍射元件的一部分放大后的立体图。图3是表示具备图1所示的光衍射元件的第一光运算系统的主要部位结构的立体图。图4是表示具备图1所示的光衍射元件的第二光运算系统的主要部位结构的立体图。
具体实施方式
[0011](光衍射元件的结构)参照图1及图2对本专利技术一实施方式的光衍射元件1的结构进行说明。图1是光衍射元件1的俯视图。图2是将光衍射元件1的一部分(在图1中用虚线包围的部分)放大后的立体图。
[0012]光衍射元件1是平板状的光衍射元件，由多个微单元(权利要求书中的“单元”的一例)构成。在此，“微单元”例如是指单元尺寸不足10μm的单元。另外，“单元尺寸”是指单元面积的平方根。例如，在微单元的俯视图形状是正方形的情况下，所谓的单元尺寸是单元的一边的长度。单元尺寸的下限没有特别限定，例如是1nm。
[0013]图1所例示的光衍射元件1由呈矩阵状配置的12
×
12个微单元构成。各微单元的俯视图形状是1μm
×
1μm的正方形，光衍射元件1的俯视图形状是12μm
×
12μm的正方形。
[0014]在各微单元中包含：第一区域C1，其选择性地透过包含于信号光的第一偏振光成分；以及第二区域C2，其选择性地透过包含于信号光的第二偏振光成分。在各微单元中，第一区域C1的厚度或折射率相互独立地设定。由此，透过各微单元时的第一偏振光成分的相位变化量相互独立地设定。另一方面，在各微单元中，第二区域C2的厚度或折射率设定为相同。由此，透过各微单元的第二偏振光成分的相位转换量设定为相同。因此，光衍射元件1选择性地作用于信号光的第一偏振光成分。即，光衍射元件1通过仅使透过了各微单元的信号光的第一偏振光成分相互干涉，从而执行预定的光运算。因此，从光衍射元件1输出的光信号的第一偏振光成分为表示运算后的信息的光信号，从光衍射元件1输出的信号光的第二偏振光成分为表示运算前的信息的光信号。在此，关于“选择性地透过第一偏振光成分”、以及“选择性地作用于第一偏振光成分”，换言之，就是“第一偏振光成分的透过率比第二偏振光成分的透过率高”。另外，“选择性地透过第二偏振光成分”，换言之，就是“第二偏振光成分的透过率比第一偏振光成分的透过率高”。
[0015]此外，第一偏振光成分(光衍射元件1作用的偏振光成分)和第二偏振光成分(光衍射元件1不起作用的偏振光成分)只要是相互偏振方向不同的偏振光成分即可。例如，能够将X偏振光(偏振面与ZX平面平行的直线偏振光)作为第一偏振光成分，将Y偏振光(偏振面与YZ面平行的直线偏振光)作为第二偏振光成分。或者，能够将右圆偏振光作为第一偏振光成分，将左光圆偏振光作为第二偏振光成分。在本实施方式中，作为光衍射元件1，使用前者
方式的光衍射元件，即，对X偏振光选择性地作用的光衍射元件1。换言之就是，使用X偏振光的透过率比Y偏振光的透过率高的光衍射元件1。
[0016]例如图2所示，对X偏振光选择性地作用的光衍射元件1的各微单元的第一区域C1及第二区域C2能够由在射出面设置有偏振光滤波器的柱实现。设置于构成第一区域C1的柱的射出面的偏振光滤波器是选择性地透过X偏振光(即，X偏振光的透过率比Y偏振光的透过率高)的偏振光滤波器。设置于构成第二区域C2的柱的射出面的偏振光滤波器是选择性地透过Y偏振光(即，Y偏振光的透过率比X偏振光的透过率高)的偏振光滤波器。由此，能够使各微单元的相对于Y偏振光的相位变化量恒定，并且能够将各微单元的相对于X偏振光的相位变化量设定成与柱的高度对应的值。即，能够实现对X偏振光选择性地作用的光衍射元件1。此外，作为上述的偏振光滤波器，例如能够使用金属面。另外，偏振光滤波器可以取代设置于各柱的射出面而设置于各柱的入射面，也可以设置于各柱的入射面及射出面双方。
[0017]此外，各微单元的第一区域C1的厚度或折射率的设定能够使用例如机械学习来实现。作为在该机械学习中使用的模型，例如，能够使用将向光衍射元件1输入的信号光的强度分布作为输入，将从光衍射元件1输出的信号光的第一偏振光成分的强度分布作为输出的模型，该模型作为参数而包含各微单元的第一区域C1的厚度或折射率。
[0018](第一光运算系统)如果使用光衍射元件1，则能够以光学方式实现导出运算前的信号与运算后的信号的和信号的运算。图3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光衍射元件，其由多个单元构成，其特征在于，在各单元中透过第一偏振光成分的第一区域的厚度或折射率相互独立地设定，在各单元中透过偏振方向与所述第一偏振光成分不同的第二偏振光成分的第二区域的厚度或折射率相同。2.根据权利要求1所述的光衍射元件，其特征在于，通过使透过了各单元的第一区域的信号光的所述第一偏振光成分相互干涉，从而进行预定的运算，从该光衍射元件输出的信号光的所述第一偏振光成分表示所述运算后的信息，从该光衍射元件输出的信号光的所述第二偏振光成分表示所述运算前的信息。3.根据权利要求1或2所述的光衍射元件，其特征在于，各单元的第一区域由高度相互独立地设定的柱构成，...

【专利技术属性】
技术研发人员：日下裕幸，柏木正浩，
申请(专利权)人：株式会社藤仓，
类型：发明
国别省市：