ics 使用相干納米光子電路進行深度學習技術背景：無需明確指令即可快速、高效地學習、組合和分析大量信息的計算機正在成為處理大型數據集的強大工具。“深度學習”算法因其在圖像識別、語言翻譯、決策問題等方面的實用性而在學術界和工業界引起了極大的興趣。傳統的中央處理單元 (central processing unit,CPU)不是實現這些算法的好選擇，學術界和工業界越來越致力于開發針對人工神經網絡(artificial neural network, ANN)和深度學習中的應用程序量身定制的新硬件架構。如圖形處理單元(graphical processing unit, GPU)、專用集成電路(ap ...

基于散斑或非相干強度測量以及被動傳感和聲學成像技術的成像模式。基于瞬態的 NLOS 成像，其隱藏的NLOS場景通常被渲染為空間的三維反照率體積，或物體曲面的集合。在體積反照率模型中，目標是估計場景體素的反照率值，而在曲面重建模型中，人們通過估計曲面法線來更直接地恢復三維場景中的目標曲面。當前不足：當前基于曲面重建的方法雖然比基體積反照率的方法在重建物體幾何細節上要更具有優勢，但是它局限在簡單的幾何物體，且對初始狀態敏感，計算量巨大。文章創新點：基于此，斯坦福大學的Sean I. Young和Gordon Wetzstein等人提出一種基于定向光錐變換(directional light-con ...

表征任意的近相干量子態。這種方法魯棒性很強，不需要對量子態做虛假假設，這些假設包括稀疏程度或相干性(這些很可能與真實場景是不相符的)。從技術觀點來看，所提方法可以在單光子層級有效的表征通訊光(telecommunication light)的時域行為，因此，為許多新的量子技術奠定了基礎。原理解析：引入隨機壓縮層析機制描述未知低秩時間-頻率量子態ρd(有限維度d，秩r<<d)。無需任意假設，可以用給定數量的隨機選擇的正交基測量M(遠小于O(d2))唯一的重建ρd。任意時頻模式的狀態可以使用通用基測量進行壓縮表征，這些測量可以使用量子脈沖門(quantum pulse gate,QPG ...

究表明，聯合相干反斯托克斯拉曼散射(coherent anti-Stokes Raman scattering,CARS)、二次諧波生成(second harmonic generation,SHG)、雙光子激發熒光(two-photon excited fluorescence,TPEF)的多模非線性顯微鏡，可以實現離體生物樣本的分子組成和形態信息的高靈敏和高特異性無創無標記檢測(區分惡性組織和良性0組織)。當前不足：完成多模非線性顯微鏡有以下挑戰：(1) 光纖耦合的高功率超快激光源(具有風冷、堅固、緊湊、便攜特性)；(2) 在長距離上的使用光纖進行超短脈沖激光傳輸和信號采集，要求具有低損耗 ...

,SLM)和相干光源，合成三維強度分布。盡管全息的基本原理已經在70多年前就已經被提了出來,但是高質量的全息圖獲取在21世紀初才實現。使用SLM生成高質量的數字全息圖的主要挑戰在于計算生成全息(computer generated holography,CGH)的算法。傳統的CGH算法依賴于不足以準確描述近眼顯示物理光學的波傳播模型，因此嚴重限制了能夠獲得的圖像質量。直到最近(2018年開始)，基于機器學習的全息波傳播模型提出，能夠相對的改善圖像質量。這些工作主要分為三類：第一類，將從SLM到目標圖像的前向傳播通過網絡參數化，學習光學像差、物理光學和傳輸模型之間的差異，從而使得傳播模型更準確， ...

術背景：光學相干層析(OCT)在眼科成像中扮演重要的角色，但是使用條件苛刻。OCT的使用徹底改變了用于眼部內科和外科醫療的診斷成像手段。眼科醫務人員現在通常使用OCT來檢測各種常見的眼部疾病，包括與年齡相關的黃斑變性(macular degeneration)、糖尿病視網膜病變(diabetic retinopathy)、青光眼(glaucoma)和角膜功能障礙(corneal dysfunction)。事實上，自OCT出現以來，它就在定義這些疾病的診斷標準和推動治療決策方面發揮了重要作用。不幸的是，為此目的而設計的臨床 OCT 系統通常是隔離在眼科辦公室或大型眼科中心的專用成像室中的大型臺式 ...

細節所需的高相干性和通量(以及足夠大的光束大小以在合理的時間范圍內掃描整個器官)，在第四代同步輻射源出現之前，不可能在任何一個單獨的同步輻射源光線束上實現。當前不足：當前還沒有能夠在一套設備上對完整人類器官實現從整體到細胞級成像的技術手段。文章創新點：基于此，英國倫敦大學學院的C.L. Walsh，歐洲同步輻射設施的P. Tafforeau,德國海德堡大學的W.L. Wagner等人提出了基于歐洲同步輻射裝置(European Synchrotron Radiation Facility, ESRF)極亮光源(extremely brilliant source, EBS)的分級相襯層析(hi ...

網絡中進行非相干相加（此處的光頻梳利用了工作在耗散克爾孤子態(dissipative Kerr soliton states, DKS)的芯片級微梳，因為其可以生成寬帶、低噪、完全集成的光頻梳）。a，數字和模擬電子架構與我們的光子張量核心架構的比較。數字電子（左）需要分布在多個內核上的許多連續處理步驟來計算圖像的卷積運算，而整個 MVM 可以使用模擬電子內存計算（中）一步執行。光子內存計算（右）將波長復用作為額外的自由度，在單個時間步長內實現多個 MVM 操作。b，用于計算卷積運算的完全集成光子架構的概念圖。片上激光器（此處未使用）泵浦集成的 Si3N4 微諧振器以生成寬帶孤子頻率梳。 ...

的PSF為非相干成像系統的光學傳遞函數OTF(在頻域描述系統的成像性能)為MTF為OTF的模。合成孔徑的透鏡的pupil function為其PSF，OTF，MTF的計算與單透鏡相同(2)圖像重建。基于貝葉斯原理，成像系統獲得的圖像g和目標圖像f的統計模型為Richardson-Lucy解卷積的目標是最大化p(f|g)，而p(g)和p(f)可以看作為常量，問題轉化為最大化p(g|f)，這是PSF的的概率 。基于圖像噪聲為泊松分布假設，p(g|f)表示為求解p(g|f)的最大值，等效于求解一個迭代方程參考文獻：Feng Zhao, Zicheng Shen, Decheng Wang, Biji ...

全息顯示使用相干光源產生的散斑使得全息還不能成為一個替代傳統顯示技術的成熟方案。散斑是由相干光的相長干涉和相消干涉產生的，其不僅降低圖像質量，對zui終用戶也是一個潛在的安全隱患。散斑的緩解通常使用時間或空間的多路復用(multiplexing)來疊加獨立的散斑模式。這些多路復用方法包括使用機械振動、快速掃描微鏡、可變形鏡以及對具有不同相位延遲的不同散斑圖案進行光學平均等。然而，幾乎所有的多路復用方法要么需要機械移動部件，要么需要復雜的光學系統，或兩者都需要。使用部分相干光源(如LED)是一種更好的方法，因為它不需要對硬件系統做修改。LED的空間和時間不相干性直接減少了觀察到的散斑，這是由于在 ...