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我国科学家构建高性能圆偏振光电逻辑门
2025年12月15日 10:43:31
来源：化工仪器网 作者：杨 点击量：5305
近日，中国科学技术大学庄涛涛教授团队在光电计算领域取得重要进展，成功设计出基于手性选择性光电转换的圆偏振光电逻辑门，并验证了其多功能逻辑运算能力，在图像处理与信息加密领域实现应用。
随着信息技术的快速发展，传统电子逻辑门在速度、能耗和集成度方面逐渐面临挑战。光电逻辑门因其高速度、低功耗和可并行处理等优势，成为新一代信息技术的重要研究方向。然而，如何进一步提升光电逻辑门的性能与功能多样性，一直是该领域的关键科学问题。
近日，中国科学技术大学庄涛涛教授团队在光电计算领域取得重要进展，成功设计出基于手性选择性光电转换的圆偏振光电逻辑门，并验证了其多功能逻辑运算能力，在图像处理与信息加密领域实现应用。
庄涛涛教授团队创新性地将“圆偏振光”与手性材料的光电响应特性相结合，构建出新型圆偏振光电逻辑门。圆偏振光作为一种具有螺旋偏振方向的光，其左旋与右旋状态可被特定手性材料选择性识别与转换。研究团队利用这一特性，设计出能够根据入射光偏振状态执行不同逻辑运算的器件结构。
实验表明，该圆偏振光电逻辑门不仅能够实现基础的“与”“或”“非”等布尔逻辑运算，还可通过光偏振态与电信号的灵活调控，完成多输入、可重构的复杂逻辑功能。这一设计突破了传统光电逻辑门功能单一、调控方式有限的瓶颈，为高维光计算提供了新思路。
值得关注的是，研究团队进一步探索了该技术在图像处理与信息加密领域的应用潜力。利用圆偏振光作为信息载体，结合逻辑门的多功能运算能力，研究人员实现了对图像内容的实时并行处理，例如边缘增强、噪声过滤等操作。在信息加密方面，圆偏振光的独特物理性质为数据安全提供了新的加密维度，实验展示了基于偏振态的逻辑加密与解密过程，展现出该技术在光学信息安全中的实用价值。
该研究得到了国家自然科学基金、中国科学院等相关项目的支持。团队表示，将继续优化器件性能，探索圆偏振光电逻辑门在更广泛场景中的应用，并推动其向小型化、集成化方向发展。
相关成果以“Circularly-Polarized Optoelectronic Logic Gates”为题发表在国际知名学术期刊《先进材料》(Advanced Materials)上。
参考来源：中国科学技术大学
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