或 LED 投影儀、光通信以及光檢測和測距（激光雷達）中得到廣泛應用。折射、反射和衍射光學元件都可用于光束轉換器。常用的折射或反射光束轉換器，設計時通常基于射線光學理論。設計問題主要由三種類型的方程約束：光束的能量守恒、以向量形式的斯涅爾定律(Snell's law)支配的光線追蹤方程以及描述在輸入和輸出波前之間等光程的Malus-Dupin定理 。此外，對于制造問題，應考慮面型的表面連續性。光束轉換器的發展路線為從輸入和輸出光束保持平面波前且輻照度旋轉對稱分布到更一般的非旋轉對稱的情況，從近軸近似到非近軸情況。其中突出的理論有適用于近軸或小角度近似的最優傳輸 (optimal tra ...

成和全息圖像投影。與多層金屬超表面相比，所提出的超表面在設計復雜性、效率和制造方面都更有優勢。此外，由于可以部署具有不同極化響應的介質meta-atoms來構建這種超表面，預計未來可以獲得具有多種功能的各種全空間超表面，這將極大地推動多功能超光學的發展。a)雙膠合介質型超表面的制造過程。b) 為獲得離軸光聚焦功能 (F1 和 F3) 和渦流光束生成 (F2) 計算的相位分布，以及構成所提出的多功能DMD的頂部 MS1 和底部 MS2 的幾何形狀。c) 在制造DMD期間拍攝的 MS1 和 MS2 的顯微鏡和 SEM 圖像實驗結果：實現全空間投影三個不同的全息圖像的DMD參考文獻：Song Gao ...

葉變換、隨機投影和許多其它運算，即，這些是光與物質相互作用或光傳播的自然結果。這些運算是驅動大多數現代視覺計算算法的 DNN 架構的基本構造模塊。基于此，美國斯坦福大學的Gordon Wetzstein和美國加州大學洛杉磯分校的Aydogan Ozcan等人撰寫綜述文章，回顧了人工智能應用光學計算的新工作，并討論了它的前景和挑戰。工作回顧：(1) 用于人工智能的光子電路。現代DNN架構是線性層(linear layers)級聯的，線性層后面是重復多次的非線性激活函數。常見的線性層類型是全連接的，這意味著每個輸出神經元都是所有輸入神經元的加權和，即乘法累加(multiply accumulate ...

，并沿著z軸投影，長軸長度不變。短軸隨著旋轉角度發生變化，根據短軸的角度就可以知道旋轉角度，如圖2e,h。(4)濾波反投影法三維層析重建。濾波反投影是一種很成熟的算法，此文對于重建只是一筆帶過。根據全息重建得到的相位圖及其相應的旋轉角，可以使用濾波反投影法獲得植物細胞核的3D層析圖。有一個現成的python包可以借鑒此算法，見https://neutompy-toolbox.readthedocs.io/en/latest/index.html視頻1：恢復細胞核滾動角的方法，用于3D相襯層析成像(PCT)視頻2：兩個植物細胞核的3D層析重建視頻3：在紅色激光下捕獲的四個植物細胞核的3D層析重建 ...

運動視差需要投影許多個視圖，這樣，即使觀察者在顯示器前移動也能夠看到正確的視差(parallax)。不同視角的被投影密度需要確保能夠產生正確的立體信息，因此，每個瞳孔間距至少需要兩個視角。然而，為了實現從一個視角到另一個視角的平滑過渡，需要更大的視角密度。z佳視角密度取決于顯示器的確切配置和預期的觀察者距離，但數量大約為每度一個視角的量級。在大多數文獻中，再現運動視差的顯示器被稱為多視角(multiview或multi-view)顯示器，而光場(light-field)顯示器基于射線光學(ray-optics)和積分成像(integral imaging)的概念來重建三維圖像。在多視角顯示器中 ...

副本從顯示屏投影或投影到透明面板上，使用干涉圖案模仿來自物體的真實世界波前，從而使2D投影呈現3D效果。在全息圖的早期，帶有特殊涂層的照相底片用于記錄波前的幅度和相位信息。今天，使用計算機和顯示器生成全息投影。典型的計算機生成的全息圖由算法計算并使用空間光調制器進行投影1。雖然一些增強現實(AR)系統使用顯示屏幕，如 OLED發射圖像或用清晰面板反射投影圖像，但先進的全息技術是一種新興的、具有大眾市場潛力的AR可視化方法。基于計算機生成全息(CGH)顯示的AR設備示意圖。CGH上傳到空間光調制器上，參考光照射下的衍射光通過分束器的一個方向到達人眼，真實環境通過分束器的另一個方向進入人眼，形成組 ...

分辨率的3D投影。全息將動態光場編碼為相位和振幅變化的干涉圖案，即全息圖。通過選擇照明光束，全息圖將入射光衍射成原始光場的準確再現。重建的3D場景呈現準確的單目和雙目深度線索(depth cues)，這是傳統的顯示手段難以同時實現的。然而，高效、實時地創建逼真的計算機生成全息圖(CGH)仍然是計算物理學中尚未解決的挑戰。其主要挑戰是對連續3D空間中的每個目標點執行菲涅耳衍射模擬所需的巨大算力要求。有效的菲涅耳衍射模擬極具挑戰性，目前通過用物理精度換取計算速度來解決。基于預先計算的元素條紋、多層深度離散化、全息立體圖、波前記錄平面(或者中間光線采樣平面)和僅水平/垂直視差建模的查找表等，采取手動 ...

正面平行光束投影來高效獲取光場數據，實現16.8 的壓縮比。此外，Hyper-LIFT通過進一步分散光譜域中的正面光束投影來采集額外的光譜信息。通過將角度信息轉換為深度，Hyper-LIFT還具有高光譜體積成像能力。(1)圖像形成和光學系統將光場采集看作為一個稀疏視圖計算層析問題。利用道威棱鏡陣列和柱透鏡陣列組合，采集到物體的角度信息，利用衍射光柵獲得物體的光譜信息。如圖1，以一個視角為例，道威棱鏡將輸入視角圖像旋轉 角度(是道威棱鏡自身的旋轉角)，旋轉后的視角(perspective)圖像由柱透鏡再次成像，所得圖像本質上是旋轉物體圖像與柱透鏡的線擴散函數的卷積。在柱透鏡后焦平面上放置一個狹縫 ...

3D 物體投影到 2D 相機平面上。這加劇了計算成本，使得重建相當緩慢，并且對于動態或功能數據的快速觀察來說是不切實際的。zui近雖然提出了傅立葉成像方案，然而，其光學傳播模型并不完善，使得應用范圍和成像性能都不佳。文章創新點：基于此，佐治亞理工學院和埃默里大學的Changliang Guo(第1作者)和Shu Jia(通訊作者)等人為傅里葉光場顯微鏡構建了完整的光傳播、成像和重建模型，并基于此模型構建了傅里葉光場顯微鏡的通用設計原則。原理解析：（1）圖像形成。如圖1(a)所示，傅里葉透鏡（FL）將NIP平面（Iris平面位置）的光場變換到傅里葉域（FD），MLA進一步將此波前（即FD）分割 ...

化的密度函數投影到二維探測器上。根據 Beer-Lambert定律，圖像中的每個點都對應著X 射線沿一條路徑的線積分，從根本上是不可逆的。這可以通過使用冗余和非冗余投影的多次測量來克服，從而重建成像體積。這就是斷層掃描（來源于希臘語，切片記錄的意思）的本質。在 CT 中，為了形成身體的單個二維平面圖像，X 射線源以平行或扇形光束輸出圍繞身體做圓弧移動。測量是在線陣探測器上進行的，該陣列與射線源同步移動。為了創建身體橫斷面切片的高質量圖像，使用反投影處理一維投影。反投影算法基于 Johann Radon 1917 年的數學工作，他證明了通過二維函數的線性投影的傅立葉變換等價于在投影正交方向上通過 ...