基于通道级解耦的超构光子斯托克斯直接量化探测器

《Nature Electronics》：Metaphotonic photodetectors for direct Stokes quantification

本文报道了一种能够直接量化斯托克斯参数的超构光子探测器。研究人员利用通道级解耦技术，为每个斯托克斯参数设计独立的光电压响应通道，显著降低串扰，使器件响应矩阵条件数接近1，减少了对复杂算法后处理的依赖，为多维光电探测提供了硬件层面的解决方案。

　　

通过纳米工程材料调控电磁场的超构光子学（Metaphotonics），在多维光电应用（如斯托克斯检测）中具有重要价值。传统方法常依赖机器学习算法进行器件设计和信号后处理，通过反演系统响应函数重构物理量。但当响应通道耦合或信号幅度差异较大时，后检测解码会因信息丢失而变得困难。

本研究提出了一种能够直接实现斯托克斯（Stokes）参数量化的超构光子光电探测器。采用通道级解耦（channel-level decoupling）策略，为每个斯托克斯参数构建独立的光电压通道，将串扰降至最低。该器件的响应矩阵条件数（condition number）接近1，显著降低了对复杂算法后处理的依赖。这一工作表明，通过器件级优化可与算法技术并行提升探测能力。