化彩色編碼的衍射光譜成像系統(tǒng)技術(shù)背景：光譜圖像是三維(3D)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，由在不同波長下測量的同一場景的多個(gè)二維(2D)圖像組成惭墓。光譜圖像在醫(yī)學(xué)成像坛梁、遙感、國防和監(jiān)控以及食品質(zhì)量評估等領(lǐng)域都有應(yīng)用诅妹》９矗跨多個(gè)波長的空間信息量是傳統(tǒng)掃描采集成像系統(tǒng)的主要挑戰(zhàn)之一，為了獲得多個(gè)高清圖像吭狡，這些系統(tǒng)需要較長的曝光時(shí)間玫氢，因此限制了它們在實(shí)時(shí)應(yīng)用中的使用.目前训裆，基于壓縮感知(CS)的快照光譜成像(spectral imaging,SI)技術(shù)通過感知(sensing)編碼投影獲取的光譜信息，然后計(jì)算復(fù)原光譜圖像，可以大幅降低所需要采集的光譜信息量喳魏。在這種情況下，可以從線性系統(tǒng)準(zhǔn)確估計(jì)光譜圖像踪区，其感知矩陣表示隨機(jī)測量 ...
無需計(jì)算機(jī)，基于衍射網(wǎng)絡(luò)的全息全光重建技術(shù)背景：全息是一種應(yīng)用廣泛的技術(shù)蟹略。它在計(jì)算成像登失、顯示、干涉測量挖炬、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等領(lǐng)域都扮演著重要的角色揽浙。將全息與其它光學(xué)手段區(qū)分開來的是其具有記錄和重建物體的強(qiáng)度和相位的能力。全息記錄通常是物波與參考波干涉生成將物波的振幅和相位都編碼的全息圖。全息重建則是從記錄的全息圖強(qiáng)度恢復(fù)物的信息馅巷。全息可以分為同軸全息和離軸全息膛虫。同軸全息是指物波和參考波共軸，具有系統(tǒng)簡單钓猬、大帶寬積稍刀、穩(wěn)定性強(qiáng)、重建時(shí)受到共軛像干擾等特點(diǎn)敞曹。離軸全息是指物波和參考波有夾角账月，使得共軛像與期望的重建像分離，從而獲得清晰的重建像澳迫，但是帶寬積不如同軸全息捶障，且系統(tǒng)較復(fù)雜，抗干擾能力較差纲刀。電子計(jì)算機(jī)和圖像 ...
一起濾掉高階衍射光项炼。所用LED為880mW白光LED,匹配全帶寬為10nm的，中心波長分別為633示绊、532锭部、460nm的濾光片。LED耦合進(jìn)纖芯直徑200um的多模光纖輸出面褐。SLED模組(EXALOS RGB-SLED engines)單模光纖輸出拌禾，z大輸出功率5mW,中心波長分別為635、510展哭、450nm湃窍。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：參考文獻(xiàn)：Yifan PengSuyeon ChoiJonghyun KimGordon Wetzstein,"Speckle-free holography with partially coherent light sources and camera-in-th ...
異性、分辨率衍射受限匪傍、散射樣品中與深度相關(guān)的退化(degradation)和體積漂白等問題您市。文章創(chuàng)新點(diǎn)：基于此，美國國立衛(wèi)生研究院的Yicong Wu(一作兼通訊)等人提出一種多視圖(multiview)共聚焦顯微鏡役衡，在空間上從亞微米到毫米茵休，在時(shí)間上從毫秒到小時(shí)級地增強(qiáng)共聚焦顯微鏡的性能。軸向和橫向分辨率提高兩倍以上的同時(shí)手蝎，還降低了光毒性榕莺。主要舉措有：(1)、開發(fā)緊湊型線掃描儀棵介，能夠在大面積上實(shí)現(xiàn)靈敏钉鸯、快速、衍射極限的成像邮辽；(2)唠雕、將線掃描與多視圖成像相結(jié)合扣蜻，開發(fā)可提高分辨率各向同性并恢復(fù)因散射而丟失的信號的重建算法；(3)及塘、采用結(jié)構(gòu)光照明顯微技術(shù)，在密集標(biāo)記的厚樣品中實(shí)現(xiàn)超分辨率成像锐极；(4) ...
空域)笙僚，實(shí)現(xiàn)衍射極限分辨率圖像重建。（2）提出數(shù)字自適應(yīng)光學(xué)像差校正方法灵再，應(yīng)對組織成像中存在光學(xué)像差的問題肋层。利用掃描光場顯微鏡不同角度測量之間的差異估計(jì)像差，然后通過數(shù)字平移角度圖像校正像差翎迁。相比傳統(tǒng)的自適應(yīng)光學(xué)栋猖，不需要波前傳感器或空間光調(diào)制器。原理解析：（1）利用小尺寸微透鏡的衍射效應(yīng)汪榔，借鑒疊層成像的原理蒲拉，通過二維振鏡周期性的掃描像平面，以犧牲時(shí)間分辨率為代價(jià)痴腌，同時(shí)獲得高的空間分辨率和角度分辨率雌团。如圖1A和C所示。（2）如圖1B和C士聪，不同分割孔徑上的線性相位調(diào)制對應(yīng)角度分量的空間平移锦援，使得不僅可以從角度測量之間的不一致估計(jì)空間非均勻像差，也可以通過數(shù)字平移角度圖像來校正像差剥悟。這一過程稱為數(shù)字 ...
差校準(zhǔn)灵寺，利用衍射光學(xué)元件(DOE)、相干光纖束区岗、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合略板，實(shí)現(xiàn)直徑小于0.5mm，分辨率約1um的超細(xì)內(nèi)窺鏡慈缔。(1)利用CFB的記憶效應(yīng)蚯根，使用靜態(tài)的DOE(雙光子聚合光刻(2-photon polymerization lithography)制造)替代SLM的動(dòng)態(tài)調(diào)制來補(bǔ)償畸變。(2)DOE的隨機(jī)pattern將三維物體的信息編碼成二維的散斑pattern胀糜，沿著超細(xì)的CFB傳輸颅拦。基于U-Net的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對散斑pattern解碼教藻，完成三維重建距帅。a、DOE-Diffuser內(nèi)窺鏡的方案和原理括堤。遠(yuǎn)端的diffuser將三維目標(biāo)信息編碼為二維散斑圖案碌秸，該圖案通過CFB傳輸?shù)浇松芤疲褂蒙窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí) ...
孿生像、多級衍射的問題讥电。隨著納米加工技術(shù)的巨大發(fā)展蹂窖，超材料和超表面引領(lǐng)全息圖研究以及其它研究領(lǐng)域進(jìn)入了工程光學(xué)2.0時(shí)代。超材料由亞波長級的人造結(jié)構(gòu)(artificial structure)組成恩敌，它具有新穎的功能瞬测，超出了bulk material的局限性。三維超材料的加工非常困難纠炮，因此月趟，超表面作為光學(xué)器件在可見光區(qū)扮演著重要的角色。超表面是一種二維超材料恢口，由亞波長納米結(jié)構(gòu)組成孝宗，具有調(diào)制光的幅度、相位和偏振的能力耕肩。超表面的研究可以歸為兩類：靜態(tài)超表面和動(dòng)態(tài)超表面因妇。動(dòng)態(tài)或主動(dòng)超表面的設(shè)計(jì)基于使用不同的超材料和機(jī)制，如相位變化材料(phase-change material)猿诸、液晶沙峻、光誘導(dǎo)(lig ...
斑尺寸相當(dāng)于衍射斑直徑，系統(tǒng)孔徑角越大两芳，焦斑尺寸越小摔寨，功率密度越高。另一方面怖辆，當(dāng)入射束腰位于透鏡物方焦面時(shí)是复，即x1=0，由式6得x2=0,Z2= -f^'竖螃，如上右圖所示淑廊。出射光束束腰也位于后焦面上。由式5得于是為極大值特咆〖境停可見，入射光束的束腰距離透鏡焦點(diǎn)越近腻格，出射光束的光斑直徑越大画拾。與前面比較可以知道，入射光束的束腰在無窮遠(yuǎn)或位于透鏡的前焦點(diǎn)時(shí)菜职，出射光束的束腰均位于像方焦點(diǎn)處青抛，但光斑直徑不同，前者為極小酬核，后者為極大蜜另，即后者出射光束的遠(yuǎn)場發(fā)散角為極小适室，而且據(jù)此，透鏡的焦距f'越長举瑰，入射光束束腰ω01越小捣辆，則θ'越小，且當(dāng) ZR1 ? f'時(shí)此迅，可使θ'小到可以 ...
常是一階超聲衍射光子汽畴，僅占通過超聲場焦點(diǎn)區(qū)域的所有光子的很小一部分。大多數(shù)光子保持頻率不變并構(gòu)成零階衍射場邮屁，這通常被認(rèn)為在 TRUE 光學(xué)聚焦中是無用的，甚至是有害的菠齿。文章創(chuàng)新點(diǎn)：鑒于超聲調(diào)制的光學(xué)標(biāo)記效率如此之低佑吝，值得思考頻移光子是否是引導(dǎo)光學(xué)聚焦的非常優(yōu)的選擇。美國加州理工學(xué)院的汪立宏組（Zhongtao Cheng：第1作者绳匀，汪立宏：通訊作者）提出一種新的機(jī)制芋忿，可以利用零階光子作為信息載體來引導(dǎo)光聚焦到組織內(nèi)。原理解析：（1）零階光子盡管沒有頻移疾棵，但是在超聲導(dǎo)星存在的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生光場擾動(dòng)戈钢。這個(gè)擾動(dòng)是由于在樣品中的超聲聚焦處會(huì)誘導(dǎo)樣品折射率發(fā)生變化和散射體發(fā)生位移引起的。這個(gè)擾動(dòng)可以被探測到 ...
服了分辨率的衍射限制是尔⊙沉耍可實(shí)現(xiàn)的分辨率受到定位精度和熒光標(biāo)簽密度的限制，在實(shí)踐中可能是幾十納米的數(shù)量級拟枚。有科研團(tuán)隊(duì)已經(jīng)將這種技術(shù)擴(kuò)展到三維定位薪铜。通過在光路中加入一個(gè)圓柱形透鏡或使用雙平面或多焦點(diǎn)成像，可以估算出分子的軸向位置恩溅。光斑的拉長（散光）或光斑大小的差異（雙平面成像）對軸向位置進(jìn)行編碼隔箍。將空間光調(diào)制器（SLM）與4F中繼系統(tǒng)結(jié)合到成像光路中，可以設(shè)計(jì)更廣泛的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)（PSF）脚乡，為優(yōu)化顯微鏡的定位性能提供了可能蜒滩。利用空間光調(diào)制器（SLM）對熒光顯微鏡進(jìn)行校準(zhǔn)，可以建立一個(gè)遠(yuǎn)低于衍射極限的波前誤差奶稠，SIEMONS團(tuán)隊(duì)就利用Meadowlark空間光調(diào)制器實(shí)現(xiàn)了高精度的波前控制俯艰。原理證明和實(shí)驗(yàn) ...
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