由于高數據速率通信的大帶寬可用性，使用紫外、可見或紅外波在自由空間中傳輸信息引起了人們的興趣。然而，發射器和接收器之間路徑上存在不透明的遮擋物或墻壁，通常會阻擋直接視線，從而阻礙信息傳輸。

在《自然·通訊》發表的一篇新文章中，加州大學洛杉磯分校塞繆利工程學院和加州納米系統研究所的一個研究小組，由電氣與計算機工程系系主任艾多甘·奧茲坎博士和加州大學洛杉磯分校諾斯羅普·格魯曼基金會主席莫娜·賈拉希博士領導，報告了一種全新的方法，可以在任意形狀的不透明遮擋物或墻壁周圍傳遞光學信息。

電子編碼和衍射解碼在任意不透明遮擋物周圍進行光通信的圖示，以及3D打印衍射全光解碼器原型照片。 這種方法允許在大型和動態變化的不透明遮擋周圍傳輸光學信息，例如圖像。它基于發射器上的數字編碼和接收器上的衍射全光解碼，用于在完全阻擋發射器和接收器孔徑之間的直接視線的任意不透明遮擋周圍傳輸信息。

在這個方案中，任何要傳輸的感興趣的圖像或空間信息都編碼在傳輸波的相位通道中。這個傳輸的相位結構是由一個使用深度學習訓練的編碼器神經網絡計算的，它被不透明的遮擋物或墻壁分散，阻擋了發射器和接收器之間的路徑。

然而，來自不透明壁邊緣的散射光會傳播到一個特殊的接收器，該接收器經過優化，可以解碼編碼器的信息。這種對接收波的解碼不需要任何外部電源或數字數據處理，它只使用光通過一組空間工程表面的被動衍射（衍射層），這些表面也經過深度學習優化，可以在輸出視場全光恢復原始信息。 加州大學洛杉磯分校的研究人員通過實驗證明他們的方法，使用太赫茲波傳輸任意形狀的不透明遮擋/墻壁周圍的圖像。這種方法被證明能夠應對通信信道中未知的變化，并且可以傳輸隨著時間推移而改變其大小和形狀的不透明遮擋周圍的圖像。研究人員相信他們的框架將在新興的高數據速率自由空間通信系統中得到應用。

此外，加州大學洛杉磯分校團隊在不透明遮擋物中設計邊緣散射函數的方法還可以在安全、機器人和可穿戴設備領域實現眾多應用，包括向遮擋物之外的移動設備供電，或看到夾在遮擋物之間的物體。

審核編輯：劉清