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龙图腾网恭喜上海理工大学申请的专利一种偏振可切换的图像识别功能的超表面器件及实现方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119065142B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-28发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411084221.1，技术领域涉及：G02B27/28；该发明授权一种偏振可切换的图像识别功能的超表面器件及实现方法是由臧小飞;朱亦鸣;郭子晴设计研发完成，并于2024-08-08向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种偏振可切换的图像识别功能的超表面器件及实现方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种偏振可切换的图像识别功能的超表面器件及实现方法。该超表面器件包括金属数字成像板、超表面层和检测平面。超表面层包含介质衬底、置于其上的硅柱结构阵列和背面的金属光栅结构。利用衍射神经网络模拟真实的光学衍射过程，对入射光波进行调制，应用梯度下降和反向传播算法优化计算衍射层的相位分布。根据优化后的衍射层相位参数应用动力学与几何相位原理，选取离散的八个矩形硅柱旋转45度放置生成超表面结构，并在背侧应用金属光栅结构，实现基于神经网络的偏振可切换图像分类功能，解决了目前超表面器件功能单一的问题，能够在超表面器件的双侧根据不同偏振方向的线偏振光入射识别分类，显著提升了在检测任务中的效率。

本发明授权一种偏振可切换的图像识别功能的超表面器件及实现方法在权利要求书中公布了：1.一种偏振可切换的图像识别功能的超表面器件，其特征在于，包括金属数字成像板、超表面层和检测平面，这三部分依次按顺序排列，形成完整的图像识别系统；金属数字成像板包括透明的二氧化硅衬底、被置于二氧化硅衬底上的金膜，形状为需要识别的图案，起到了光学幅值编码的作用；超表面层具有周期性结构，包括硅材料介质衬底、放置在硅材料介质衬底上的矩形硅柱结构阵列和衬底背面的金属光栅结构；这些矩形硅柱结构阵列能够根据特定的相位分布对入射光进行衍射并且基于几何相位旋转45度角对入射光起到偏振旋转作用，经过金属光栅结构的滤波作用组合实现基于衍射神经网络的偏振可切换图像识别功能；相位分布是通过衍射神经网络模型的训练结果得到的，以便对光进行精确的操控；衍射神经网络的结构包括输入层、衍射层以及输出层：在输入层，待识别图案会被编码进衍射神经网络输入层的幅度内，这样就把图像信息转变为光信号，而后传递到衍射层加以处理；衍射层是由精细调节的相位分布所构建，类似于深度学习衍射神经网络里的权重矩阵，凭借对入射光波相位的精准控制来对光波的传播进行调制；输出层的作用是检测衍射层输出的光波，并且完成图像识别任务；此输出层是预先设置好的检测平面，衍射神经网络经过训练能够将输入的目标对应映射至相应的检测区域；在这个检测平面上会划分出若干检测区域，子检测区域的数量与待识别物体的分类数量相匹配；超表面器件实现对特定频率入射光经过金属数字成像板后发生衍射，最终在检测平面的预设相应位置形成衍射光斑，实现基于衍射神经网络偏振可切换的图像识别功能；从衍射神经网络结构中提取优化后的衍射层相位分布文本文件，应用动力学相位结合几何相位原理构建矩形硅柱结构阵列，通过扫描构成矩形硅柱结构阵列中的矩形硅柱结构的参数选取八根对线偏振光响应不同的矩形硅柱结构，保证每一个都在设定的频率下具有四分之一波片功能的情况下实现从0到2π的相位覆盖，在实现相位控制功能后，将所有的矩形硅柱结构旋转45度放置以实现偏振转换功能，配合衬底背面的金属光栅结构的滤波功能，类似偏振器的作用，允许y偏振的电磁波通过，而阻碍x偏振的太赫兹波通过；将矩形硅柱结构阵列和金属光栅结构结合起来，当x偏振光正面入射时候，首先经过矩形硅柱结构阵列，形成一个左旋圆偏振的衍射光斑，然后经过金属光栅结构，由于金属光栅结构只允许y偏振光透过，因此在检测平面形成一个y偏振的衍射光斑；相反，当x偏振光从背面入射时，首先经过金属光栅结构，金属光栅结构将x偏振光全部反射，所以不能在检测平面形成衍射光斑，因此在x偏振光下反方向照射不能识别图像；当y偏振光从正面入射时，首先经过矩形硅柱结构阵列形成一个右旋圆偏振的衍射光斑，然后经过金属光栅结构，由于金属光栅结构只允许y偏振光透过，因此在检测平面形成一个y偏振的衍射光斑；当y偏振光从背面入射时，先经过金属光栅结构，y偏振光可以透过金属光栅结构，然后经过矩形硅柱结构阵列，在检测平面形成一个左旋圆偏振的衍射光斑，因此可以在y偏振状态下实现了双向图像识别，从而实现偏振可切换的图像识别功能。

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