列校正像差的折射光學元件組成笨重的鏡頭，是為相機尺寸的下限。還有一個基本的障礙在于鏡頭焦距難以縮短，因為這會引入更大的色差。基于計算設計的超表面光學(meta-optics)是成像器小型化的可行手段之一。超薄的meta-optics使用亞波長級納米天線(nano-antennas)，以比傳統的衍射光學元件(DOE)更大的設計自由度和空間帶寬積來調制入射光。此外，meta-optical散射體豐富的模態特性使得其比DOE具有更多的能力，如偏振、頻率、角度多路復用等。meta-optics可以使用廣泛可用的集成電路代工技術制造(如深紫外光刻(DUV))，而無需基于聚合物的DOE或二元光學器件中使用 ...

改變光波導的折射率)。然而，由于大多數光電材料的熱光系數相對較小，產生相位變化通常需要數十至數百微米數量級的路徑長度。處理位的數據，需要個移相器，隨著數據量的增加，這種方案可能會導致系統結構過大。此外，相位變化生效所需的時間相對較長，大約為數十微秒，這會限制片上(on chip)訓練過程的速度(因為需要頻繁地改變相位來計算梯度)。最近的一些工作旨在利用光學快速傅立葉變換 (OFFT)、環形諧振器、聲光調制器和3D打印的替代架構來解決這些問題。其它基于相變材料、電吸收和電光效應的方法也可以解決其中的一些問題，但這些技術仍未成熟。當前不足：傳統的光學神經網絡(optical neural netw ...

刻技術加工，折射透鏡用金剛石車削加工。經實驗驗證，實際效果與模擬效果相符。原理解析：(1) 成像模型。首先以近軸光學的方式，不考慮離軸像差，用平面波看作為一個無窮遠處的點光源，其經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 ...

經有數種基于折射的快照SI儀器，如編碼孔徑快照光譜成像儀(CASSI)、雙編碼高光譜成像儀(DCSI)、空間光譜編碼壓縮高光譜成像系統(SSCSI)、快照彩色壓縮光譜成像儀(SCCSI)、棱鏡掩模視頻成像光譜儀(PMVIS)和單像素相機光譜儀(SPCS)。基于折射光學的儀器的有多種編碼策略。通用的方法是采用具有不透明或透明特征的黑白編碼孔徑，阻擋或讓光通過每個特定的空間點。因為相同的模式對所有光譜帶進行編碼，所以這種策略被稱為空間編碼，通常使用DMD(digital micromirror device)來實現它。另一種方法采用稱為彩色編碼孔徑(CCA)的濾光器陣列實現空間和光譜編碼，這需要更 ...

背景：傳統的折射光學元件通常體積龐大且笨重，而對于從消費電子產品到基于無人機或衛星的遙感的各種應用，緊湊、輕便的光學元件是其所渴求的。近年來，超表面已成為波前控制的新平臺。超表面(metasurface)由厚度小于或接近光波長的、亞波長間隔的電介質或金屬天線陣列組成，它可以準確地調制光的相位、振幅和偏振，且外形緊湊、具有通用成像能力。目前，廣泛應用超透鏡(metalens)技術的主要障礙之一是其孔徑尺寸。增加透鏡孔徑的尺寸可以產生更高的成像分辨率，這對于顯微鏡和長距離成像應用來說都是至關重要的。具有納米級非周期性特征的光學超透鏡通常通過諸如電子束光刻(electron-beam lithogr ...

偽影。組織中折射率的不均勻分布會導致嚴重的光學像差，從而降低圖像分辨率和信噪比(SNR)。強光劑量會干擾正常的細胞行為和細胞器功能，導致活體成像的光子劑量有限，即信噪比低，時間分辨率也會下降。為了解決組織長時間高時空分辨率監測非常困難的問題，研究人員開發出了各種各種的技術手段。過去的十年中，亞細胞活體顯微鏡有了大幅的發展，例如轉盤共聚焦顯微鏡、自適應光學(AO)、高速雙光子顯微鏡和光片顯微鏡(LSM)，它們與新的動物模型一起促進了神經科學、發育生物學、免疫學和癌癥生物學領域的各種研究。然而，在分辨率、速度、SNR和樣本健康之間存在難以躲避的矛盾，這在實時熒光成像中被稱為“挫折金字塔(pyram ...

接近透明，其折射率接近2，這遠大于普通玻璃材料。因此氮化硅材料適合用于設計高效超表面。氮化硅納米柱的高度全為700nm，矩形晶格周期為500nm，半徑在90到188nm之間。納米柱的仿真使用有限差分時域(FDTD)法。選擇了6個合適的半徑加工，氮化硅納米硅的透射系數和相位響應與在633nm時納米柱半徑的關系見圖2B。圖2C和D是加工結果的掃描電鏡圖像。圖2、動態 SCMH 的實現。刻度條,1um實驗結果：視頻1、動態空間通道復用超全息圖顯示結果視頻2、動態空間通道選擇超全息圖顯示結果視頻3、動態三維空間通帶選擇超全息圖顯示結果附錄：光路，DMD為DLP6500FYE參考文獻：H. Gao, Y ...

意圖，其中雙折射聚合物納米柱的高度H和平面內旋轉角度θ分別對透射光的幅度和相位響應進行獨立控制。c、基于COMH的兩個圖像平面(z1和z2)上的光學可尋址全息視頻顯示，可以在COMH的動量空間尋址大量依賴于OAM的正交圖像幀實驗結果：視頻1：圖像平面z=z1的全息視頻顯示視頻2：圖像平面z=z2的全息視頻顯示附錄：三維激光打印復振幅超表面全息圖(1)、使用商業光刻系統(Photonic Professional GT, Nanoscribe)。在IP-L 780 resist(Nanoscribe)中，通過浸入式配置的Plan-Apochromat 63x/1.40 Oil DIC Zeiss ...

光具有不同的折射率,波長短者折射率大。 光學系統多半用白光成像，白光入射于任何形狀的介質分界面時，只要入射角不為零,各種色光將因色散而有不同的傳播途徑,結果導致各種色光有不同的成像位置和不同的成像倍率。這種成像的色差異稱為色差。通常用兩種按接收器的性質而選定的單色光來描達色差。對于目視光學系統，都選為藍色的 F光和紅色的C光。色差有兩種。其中描述這兩種色光對軸上物點成像位置差異的色差稱為位置色差或軸向色差,因不同色光成像倍率的不同而造成物體的像大小差異的色差稱為倍率色差或垂軸色差。如下圖,軸上點A發出一束近軸白光,經光學系統后，其中F光交光軸于 A'F,C光交光 軸于 A'C。 ...

性電光效應是折射率的變化，它與外加電場的大小成正比。1 外加電場對折射率的影響，可以通過任意偏振的光束觀察到晶體中的方向，由三階張量描述。忽略物理量的矢量性質，外部電場對晶體折射率的影響具有以下形式其中 是折射率的變化，no 是未受擾動的折射率，r 是電光張量中的適當元素，E 是施加的電場。 即使在少數具有大電光系數的晶體中，這種影響也很小。 例如，對鈮酸鋰晶體施加 106 V/m 的電場將產生大約 0.01% 的分數指數變化。 很少看到分數指數變化大于 1%。體調制器使用鈮酸鋰、LiNbO3 和 KTP 制造電光幅度和相位調制器，這兩種晶體具有高電光系數和良好的光學和電學性能。這些晶體生長 ...