統，經DOE相位調制、自由空間傳播、單反鏡頭相位調制、自由空間傳播、在相機上產生點物的強度分布，即點擴散函數h。(2) 基于CNN的圖像重建。使用U-net架構從測得的y恢復x。具體來說，U-net使用跳躍連接并且有5個尺度，每個尺度有4個連續的下采樣操作(maxpool)和4個連續的上采樣操作。在U-Net 的每個尺度上，都包含一個額外的卷積層；每個卷積層后跟一個修正線性單元(ReLU)。BatchNorm層在每個上采樣層之后和zui終卷積層之后使用。這種架構可以讓鏡頭表面輪廓的收斂速度更快。如圖1所示，每個網絡層有 64 個特征圖。(3)端到端訓練。通過如圖1的端到端框架聯合優化點擴散函數 ...

從而將幅度和相位調制解耦。作者：Justus Bohn, Ting Shan Luk,...Euan Hendry鏈接：https://doi.org/10.1364/OPTICA.43632411.標題：通過皮秒時間戳進行單光子多時鐘lock-in檢測簡介：在許多光學實驗和技術中，從大背景中提取低單光子計數率的信號是一項挑戰。在這里，作者展示了一種基于連續光子時間戳的單光子lock-in檢測方案，以將SNR提高兩個以上的數量級。作為概念驗證，相干反斯托克斯拉曼測量用于確定等離子體納米腔中少數分子的振動壽命。作者：Lukas A. Jakob, William M. Deacon, ... J ...

高效的微米級相位調制器簡介：介紹了基于絕熱微環諧振器的可見光譜氮化硅熱光相位調制器，具有器件占用空間小和低功耗，可用于AR/VR眼鏡、量子信息處理電路和光遺傳學等應用.作者：Guozhen Liang，Heqing Huang...Nanfang Yu原文鏈接: https://www.nature.com/articles/s41566-021-00891-y7 論文標題：超快計時實現無需重建的正電子發射成像簡介：證明了無需層析重建的正電子發射成像。切倫科夫輻射探測器檢測由正電子-電子湮滅產生的伽馬射線，以4.8mm的精度確定正電子源的位置。作者：Sun Il Kwon ,Ryosuke O ...

過光學元件的相位調制后，用波動光學理論在自由空間傳播到圖像傳感器表面得到的光強作為點擴散函數。只考慮點擴散函數為平移不變的情況，這樣可以簡化問題。圖像源與點擴散函數卷積，在圖像傳感器每個像素上隨波長和時間積分，加上傳感器的讀取噪聲，zui終成像。圖像重建可以看作為求解一個Tikhonov正則化zui小二乘問題。(2) 端到端優化框架。用隨機梯度法優化有一個光學元件的計算相機。將成像模型的每一步描述為一個可微的模塊。光學元件的光學高度分布h是一個優化變量，光學元件的尺寸、圖像傳感器像元尺寸、傳輸距離z和圖像傳感器讀取噪聲水平等，均為超參數。在一個RGB圖像數據集上優化模型。損失函數為均方根誤差。 ...

圖像直接得到相位調制SLM的調制模式，且無需迭代優化，但是其圖像質量在根本上受限于前向波傳播模型；第三類，將網絡參數化前向模型與逆網絡結合，但是只限制在二維的平面到平面的傳播。當前不足：受限于仿真物理光學的波傳播模型，當前的全息顯示圖像質量不佳。文章創新點：基于此，斯坦福大學的Suyeon Choi和Gordon Wetzstein等人提出一種神經網絡參數化的平面到平面(或多平面)波傳播模型，用于替代傳統的波傳播模型，可以減小真實物理光學響應與仿真之間的差異。原理解析：整個波傳播模型簡單概括為神經網絡到衍射傳播到神經網絡。如圖1所示，第一個神經網絡將入射到SLM上的復數場分解為實數域和虛數域兩 ...

入射光場進行相位調制，CCA對入射光場進行空間和光譜編碼。(2)端到端聯合優化設計。在仿真設計時，首先考慮成像到光譜圖像復原的前向步驟，DOE、CCA與圖像傳感器組成PSF平移變化的系統，入射到圖像傳感器上的光強可以看作為入射光場與系統PSF的卷積。圖像傳感器感知的光強加上其自身的讀取噪聲，作為圖像復原網絡(采用UNet架構)的輸入。在每一次前向傳遞過程中，模擬當前光學元件的PSF，并定義一個損失函數(需要Ground Truth圖像)。隨后，在反向傳播過程中，誤差被反向傳播到DOE和CCA本身，從而實現光學元件本身參數和圖像復原網絡參數的優化更新。實驗結果：參考文獻：Henry Arguel ...

為對入射光的相位調制)、層與層之間的距離都是可訓練的參數。訓練數據集由55000張來自于MNIST數據集的圖片和55000張作者自己建立的數據集組成，首先通過數值模擬同軸全息記錄過程，將生成的全息圖導入衍射網絡，衍射網絡的層與層像素之間的聯系由衍射理論確定，得到重建圖像。然后通過最小化目標圖像與推測的重建圖像之間的誤差優化網絡參數，從而完成網絡訓練。網絡的訓練過程中可以將衍射層的加工誤差和重建距離等因素考慮進去，增強衍射網絡的魯棒性。實驗結果：參考文獻：Md Sadman Sakib Rahman and Aydogan Ozcan, "Computer-Free, All-Opti ...

上不同像素的相位調制度。相干光的傳播是基于角譜方法，而部分相干光考慮到其光譜和有限發射面積，在對光的傳播建模時，首先考慮一個在一定出射角度范圍(對應有限發射面積，通過透鏡將焦平面上不同入射點轉換成不同的角度出射)和一定光譜范圍內的相干光疊加傳播模型，然后在實際操作過程采用離散化實現這個連續模型。(2)實驗裝置。作者將激光、LED、SLED分別作為光源的全息整合進一個整體光路，用于實驗對比，整體光路布置示意見圖2A。空間光調制器(SLM)為相位型(HOLOEYE LETO, 6.4um)。準直透鏡L3是消色差雙膠合透鏡，焦距200mm.目鏡L6是Nikon AF-S 50-mm f/1.4D鏡頭 ...

孔徑上的線性相位調制對應角度分量的空間平移，使得不僅可以從角度測量之間的不一致估計空間非均勻像差，也可以通過數字平移角度圖像來校正像差。這一過程稱為數字自適應光學(DAO)。交互迭代層析算法基于ADMM，集成了迭代波前估計和拼接像差(tiled aberration)校正后體積重建，可以提高復雜場景成像的分辨率和信噪比。（3）利用具有時間加權和時間循環的時空平滑先驗算法，緩解由運動偽影和掃描引起的成像速度下降問題。DAOSLIMIT提供了時空域的一個周期性的稀疏采樣模式。如圖1E，對于每一個角度分量，在一個掃描周期內的局部時空域做反距離加權(這在地理學中經常使用)。通過一個滑行窗口的交錯重建( ...

性，從而提高相位調制精度，達到非常優的調制效果。軟件方面：a)疊加閃耀光柵Meadowlark公司的SLM控制軟件提供生成任意周期閃耀光柵的功能，該光柵可以方便的與客戶的全息圖進行疊加，從而把結果偏轉到1級位置，客戶只需要用光闌將零級光濾掉，只讓一級光通過即可。b)疊加菲涅爾透鏡MLO公司的調制器控制軟件提供生成任意焦距菲涅爾透鏡的功能，用戶可以將全息圖與該菲涅爾灰度圖進行疊加，從而零級光與衍射光的焦平面會發生錯位，零級光在衍射光的焦平面上會發散掉，從而減小零級光的影響。光路方面：1）光路中添加偏振片和半波片，提高入射光的偏振態準確性為了使用SLM作為相位調制器，入射偏振必須是線性的，并且與L ...