像的原理和前景技術(shù)背景：（1）像素數(shù)對于成像用的相機是很重要的逞盆。你的相機有多少像素？真正應(yīng)該問的問題是你的相機需要多少像素松申？用于數(shù)字圖像采集的硅基電荷耦合器件 (CCD) 和互補金屬氧化物半導(dǎo)體 (CMOS) 像素化傳感器的發(fā)展是一個快速變化的領(lǐng)域云芦。從手機到專業(yè)數(shù)碼單反相機，構(gòu)成傳感器芯片的像素數(shù)量既是性能指標(biāo)贸桶，也是營銷必不可少的話題舅逸。（2）在不適合硅基陣列圖像傳感器應(yīng)用的場景，使用單像素探測器二維光柵掃描（raster-scanned）的成像效率與圖像像素數(shù)成反比』噬福現(xiàn)代掃描技術(shù)通常采用一對振鏡琉历，用于將光引導(dǎo)到單像素探測器上。光柵掃描系統(tǒng)通常用于需要在不適合硅基傳感器技術(shù)使用的波段進行傳感的應(yīng) ...
晰光學(xué)匹配全景探測通道技術(shù)用于深層腦部大體積成像技術(shù)背景：活體大腦中的高分辨率光學(xué)成像已成為研究動物行為背后神經(jīng)回路（neural circuits）可塑性和功能的有力工具∑毂剩基因編碼的熒光指示劑和光學(xué)成像使對活體動物神經(jīng)元結(jié)構(gòu)和功能的選擇性標(biāo)記和觀察成為可能彪置，這改變了神經(jīng)回路的研究。此類技術(shù)需要將光聚焦到腦組織內(nèi)蝇恶。由于折射率不均勻引起的隨機光散射拳魁，單細胞分辨率的功能成像探測深度通常在1 毫米的量級。即使對于厘米級的小鼠大腦撮弧，這種穿透深度也將大腦區(qū)域的光學(xué)成像限制在了淺表層潘懊，因此除非采用侵入式手段，否則大部分大腦仍然無法進行高分辨率光學(xué)成像贿衍。盡管功能磁共振成像和基于超聲的方法等宏觀和介觀成像模式 ...
積記錄動態(tài)場景授舟。通過以時間延遲積分方式執(zhí)行壓縮成像，實現(xiàn)以200 kHz的頻率連續(xù)記錄了0.85兆像素的視頻舌厨，對應(yīng)于每秒170吉像素的信息通量岂却。作者：Jongchan Park and Liang Gao鏈接：https://doi.org/10.1364/OPTICA.4377362.標(biāo)題：用于回音壁模式微球和圓盤諧振器的超材料工程硅光子耦合器簡介：展示了一種基于亞波長超材料工程耦合體諧振器和硅波導(dǎo)的有效方法，證明了由二氧化硅裙椭、鈮酸鋰和氟化鈣制成的，直徑為 0.3-3.6 毫米的微球和微盤的光耦合效率高達 99%署浩。這一成就可以實現(xiàn)體諧振器和硅光子電路的異構(gòu)集成揉燃，在傳感、通信和量子信息方面具有 ...
環(huán)訓(xùn)練技術(shù)背景：全息顯示擁有的直視顯示能力炊汤，適用于AR/VR應(yīng)用(對于直視顯示，全息支持AR/VR系統(tǒng)無眼鏡三維顯示模式弊攘。二維和三維全息有優(yōu)化focus cues抢腐、vision correction、設(shè)備外形尺寸襟交、圖像分辨率迈倍、亮度、動態(tài)圖像捣域、eyebox steering capabilities的潛力)啼染。然而，計算機生成全息(computer-generated holography, CGH)的一個主要挑戰(zhàn)在于算法運行時間和可獲得圖像質(zhì)量之間的權(quán)衡焕梅，這使得快速合成高質(zhì)量全息圖像在目前來講還難以實現(xiàn)迹鹅。除此之外，大多數(shù)全息顯示的圖像質(zhì)量差贞言，還在于顯示的實際光波傳輸與仿真模型之間存在失配問題斜棚。技 ...
量全息技術(shù)背景：隨著超表面技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字光學(xué)全息圖可以實現(xiàn)納米級的分辨率。這有利于數(shù)據(jù)加密弟蚀，數(shù)據(jù)存儲蚤霞，信息處理和三維顯示等應(yīng)用。然而粗梭，全息圖的帶寬對于任意的實際應(yīng)用來說還是太低争便。為了克服這個困難，信息可以儲存在光的軌道角動量里断医，因為這個自由度有一組無限的正交螺旋模式滞乙，可作為信息通道。迄今為止鉴嗤，軌道角動量全息已經(jīng)通過相位型超表面實現(xiàn)斩启，然而，這種技術(shù)受到通道串?dāng)_的損害醉锅，因此只展示了來自四個通道的多路復(fù)用信息兔簇。英文縮寫：軌道角動量:orbital angular momentum,OAM復(fù)振幅OAM-復(fù)用超表面全息圖：complex-amplitude OAM-multiplexing metas ...
顯微鏡技術(shù)背景：光場顯微鏡 (lifgt-field microscopy, LFM) 同時采集入射光的二維空間和二維角度信息，可以從單個相機幀計算重建樣本的完整三維體積硬耍。與其它以順序或掃描方式累積空間信息的熒光成像技術(shù)不同垄琐，這種四維成像方案有效地從空間尺度（例如視場 (FOV) 和空間分辨率）上減小了體積采集時間，從而使 LFM 成為生物系統(tǒng)高速體積成像的有效工具之一经柴，并具有低光損傷的特點狸窘。新的 LFM 技術(shù)已經(jīng)證明了其能夠應(yīng)用于功能性腦成像，在數(shù)十至數(shù)百微米的深度保持細胞級空間分辨率坯认，體積采集時間為 10 毫秒級翻擒。甚至，該方法zui近已被證明用于觀察單細胞標(biāo)本的結(jié)構(gòu)和動力學(xué)牛哺，具有接近衍射極 ...
量估計技術(shù)背景：人腦的質(zhì)量只占人體的2%陋气，而氧和營養(yǎng)物質(zhì)的消耗占20%。通過腦部血管系統(tǒng)進行的局部腦血流（cerebral blood flow, CBF）調(diào)節(jié)在將氧和葡萄糖傳輸?shù)缴窠?jīng)活動位置方面起著至關(guān)重要的作用引润。在臨床和研究環(huán)境中巩趁，測量腦血管中的血流量對于了解腦代謝和腦血管病理生理學(xué)極其重要。因為CBF調(diào)節(jié)是解開神經(jīng)活動及神經(jīng)活動引起的其附近局部血流控制響應(yīng)耦合的關(guān)鍵椰拒，因此目前已經(jīng)開發(fā)了多種工具用來測量和檢測CBF的時空動態(tài)晶渠。用于CBF的光學(xué)方法可以分為三類：（1）基于多普勒的方法，如激光多普勒血流測量燃观、多普勒光學(xué)相干斷層掃描和光聲多普勒測速褒脯；（2）紅細胞跟蹤測量，如活體多光子激光掃描顯微 ...
積重建技術(shù)背景：因為在長時間跨度內(nèi)對三維組織中毫秒級的瞬態(tài)細胞活動進行觀察是生物學(xué)經(jīng)常要面對的問題缆毁，所以番川，如何從目標(biāo)中提取更多的時空信息是生物學(xué)中反復(fù)出現(xiàn)的挑戰(zhàn)。目前已有幾種成像技術(shù)，包括落射熒光和平面照明方法颁督，可以以高空間分辨率對活體樣本在三個維度進行成像践啄。然而，它們需要記錄大量二維圖像來產(chǎn)生三維體積沉御，并且時間分辨率因相機需要采集多幀而受到影響屿讽。光場顯微鏡 (light-field microscopy, LFM) 已成為瞬時體積成像的首選技術(shù)。它通過將瞬態(tài)三維光場信息記錄在單個二維相機幀上吠裆，然后通過后處理恢復(fù)三維光場分布伐谈。由于 LFM 提供僅受相機幀速率限制的高速體積成像，它在各種應(yīng)用展示 ...
i的增大成像景深的開創(chuàng)性工作所證明的那樣试疙，1990年代中期诵棵，一小部分研究人員開始發(fā)表他們的工作，這些工作已經(jīng)考慮到協(xié)同后端檢測處理將光學(xué)信息明確編碼祝旷。這些活動促使本文的作者之一（JNM,第一作者）組織了一個陸軍贊助的專題研討會（第一次會議）履澳，以及，隨后光學(xué)學(xué)會的第一次計算成像主題會議怀跛。新興計算成像社區(qū)的增長也得益于杜克大學(xué)的Daivd Brady教授在1998年和2000年贊助的研討會距贷。在第一次會議中討論了如何稱呼這種成像方法。第一次使用計算成像這個術(shù)語是在JNM為第一作者的文獻（“Evolutionary paths in imaging and recent trends” Opt. Ex ...
像或者其它場景的信息吻谋。在同等成像能力下储耐，基于計算成像的儀器設(shè)備相比傳統(tǒng)成像方式，其尺寸滨溉、重量、功率和成本都能夠按需降低长赞。本綜述回顧了正在擴大的計算成像領(lǐng)域晦攒，具體章節(jié)安排如下：章節(jié)2：給出感知和成像的基本信息。從與計算成像密切相關(guān)的一些學(xué)科中中獲得計算成像定義的描述得哆，這些學(xué)科包括：遙感脯颜、攝影、圖像增強和復(fù)原贩据。章節(jié)3：成像的簡單歷史栋操。章節(jié)4：計算成像的基礎(chǔ)，從圖像形成的物理機制開始饱亮，考慮了檢測矾芙，后處理，以成像的信息理論觀點結(jié)束近上。章節(jié)5-7：重點環(huán)節(jié)剔宪，基于為什么要采用計算成像的三個動機介紹了計算成像的種類。章節(jié)8：介紹了計算成像當(dāng)前的優(yōu)勢、不足葱绒、未來的機會和威脅感帅。章節(jié)9：總結(jié)和評論。2地淀、感知失球、成像和 ...
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