由于紫外线、可见光或红外线提供的大带宽适用于高数据传输速率的通信，因此在自由空间中使用这些波进行信息传输已引起人们的广泛兴趣。然而，发射器和接收器之间的路径上存在不透明遮挡物或墙壁，通常会阻挡直线上的视野，从而阻碍信息的传输。由加州大学洛杉矶分校Samueli工程学院和加州纳米系统研究所的研究人员组成的团队，在校长电气与计算机工程教授Aydogan Ozcan博士和加州大学洛杉矶分校Northrop Grumman捐赠主席Mona Jarrahi博士领导下开发了一种全新的方法，可以在任意形状的不透明遮挡物或墙壁遮挡下传递光学信息，这一研究成果已经发表在《Nature Communications》期刊上。
用于任意不透明遮挡物遮挡下的光通信的电子编码和衍射解码的示意图，以及 3D 打印的衍射全光解码器原型的照片。
该方法允许在大的且动态变化的不透明遮挡物遮挡下传输光学信息，例如图像。它基于发射器处的数字编码和接收器处的衍射全光解码，用于在完全阻挡发射器和接收器孔径之间的直接视野的任意不透明遮挡物遮挡下传输信息。在该方案中，任何要传输的感兴趣的图像或空间信息都被编码在发射波的相位通道中。这种发射相位结构是由使用深度学习训练的编码器神经网络计算出来的，并且它被发射器和接收器之间路径的不透明遮挡物或墙壁散射。然而，不透明墙壁边缘的散射光到达一个经过优化以解码编码器信息的特殊接收器。接收波的解码无需任何外部电源或数字数据处理，仅使用一组经过深度学习优化的空间工程表面(衍射层)，通过光的被动衍射以全光学方式恢复原始数据来输出视场的信息。
加州大学洛杉矶分校的研究人员通过使用太赫兹波在任意形状的不透明遮挡物或墙壁遮挡下传输图像来实验验证了他们的方法。该方法被证明能够适应通信通道中未知的变化，并且可以在不透明遮挡物遮挡下传输图像，即使这些不透明遮挡物的大小和形状会随着时间的推移而改变。研究人员相信，他们的框架将在新兴的高数据传输速率的自由空间通信系统中找到应用。此外，该研究团队设计的不透明遮挡的边缘散射函数的方法也可以实现许多应用，例如安全、机器人和可穿戴设备中等领域，也包括向不透明遮挡物之外的移动设备供电或查看夹在遮挡物之间的物体。这项工作的作者包括加州大学洛杉矶分校 Samueli 工程学院和加州纳米系统研究所 (CNSI) 的 Md Sadman Sakib Rahman、Tianyi Gan、Emir Arda Deger、Ça?atay I??l、Mona Jarrahi 和 Aydogan Ozcan等。
