据先容，这项发明是光学全息技能领域的一次重大打破，其供应的基于机器学习的反求设计可精准且迅速地产生一个或多个任意三维矢量光场，有望运用在超宽带全息显示、超安全信息加密以及超容量光存储、超精确粒子操控等各个领域。

这项光学全息技能领域的打破性研究，由中国工程院外籍院士、上海理工大学人工智能纳米光子学研究中央顾敏教授领衔的科研团队完成。

光是一种电磁波，其在介质中传播的同时伴随着电磁和磁场的振荡，被称为光的矢量特性。
研究职员先容，基于光波的横波特性，光的振荡常日被限定在与其传播方向垂直的二维平面上。

近些年，科学家研究创造光的振荡可冲破传统二维平面的束缚，通过干涉产生纵向光振荡，即形成第三维光矢量。

在物理学上，通过求解三维麦克斯韦方程可以正向得到一个三维矢量光场分布，但其不可控。
一贯以来，精确产生任意三维矢量光场是一个天下性难题。
顾敏科研团队利用人工智能的机器学习反求设计成功办理了这一困难，率先实现了三维矢量全息，并可精确地掌握三维全息图像中每个像素点的任意三维矢量状态。

顾敏先容，这样的操控是全方位的，包括对每个三维矢量光携带的信息进行编码、传输和解码，因而肃清了传统二维偏振光的束缚，“通过人工智能机器学习的新技能，首次实现了三维矢量光的操控，并将机器学习的算法延伸到光学全息中去”。

文章第一作者任浩然博士（目前在德国慕尼黑大学从事洪堡博士后研究）表示，机器学习在光学设计中扮演着越来越主要的浸染，“我们研究证明演习后的人工神经网络可有效、快速地产生任意三维矢量光场，达到靠近百分之百的准确性，极大地提高了光场调控的效率”。

这项发明还为光学全息开辟了一条新道路，首次在全息中证明光的三维矢量状态可以作为独立的信息载体，实现信息的编码和复用。
顾敏表示：“这项发明不仅为下一代超宽带、超大容量、超快速并行处理的光学全息系统奠定了根本，同时也为人们加深理解光与物质的相互浸染（例如粒子操控）供应了一个崭新的平台。
”