Wavelength sensitivity of the speckle patterns produced by an integrating sphere
散斑计量是波长和光谱测量的有力工具。最近，由积分球内的多次反射产生的散斑已经被提出并显示出高性能。然而，据我们所知，散斑的波长在该几何形状的灵敏度的完整表征尚未进行。在这项工作中，我们推导出一个通用的模型预测作为一个通用的变换的结果在斑点图案的变化。将其应用于入射波长的偏移，我们表明散斑灵敏度主要取决于球体的半径和表面反射率。我们发现，积分球提供灵敏度三个数量级以上的多模光纤的类似大小，并讨论类比与传输线的法布里-珀罗干涉仪。
2021-03-10 physics.optics
Near-field to far-field characterization of speckle patterns generated by disordered nanomaterials
本文研究了在多重散射条件下，无序介质上光学散斑的强度空间关联函数。强度分布通过扫描近场光学显微镜（SNOM）以亚波长空间分辨率在从近场（距离$ \ll λ$）连续跨越到远场区（距离$\gg λ$）的范围内的距表面的可变距离处记录。亚波长距离处的非普遍行为揭示了近场散斑图案与介质内部结构之间的联系。
2016-01-07 physics.optics
Observation of Intensity-Intensity Correlation Speckle Patterns with Thermal Light
在传统的Hanbury Brown和Twiss（HBT）格式中，热强度-强度关联是相位不敏感的。在这里，我们提出了一个修改的HBT计划与相位共轭证明的相位敏感和不可因式分解的功能，热强度强度相关散斑。我们的计划导致的结果是类似的双光子散斑。我们讨论了实验实现的可能性。这些结果为我们提供了一个更深入的了解的热相关性，并可能导致更显着的应用在成像和散斑技术。
2014-07-25 physics.optics
Bessel Speckles
散斑图案是由相互相干的光束的随机干涉形成的。虽然散斑在许多领域通常被认为是不必要的噪声，但它们也为许多基于散斑的成像，全息和传感技术的发展奠定了基础。近年来，利用静态和动态光学调制器，利用空间非相干光源产生了人工散斑图，用于先进的成像应用。在这份报告中，一个基本的研究已经进行了与贝塞尔分布的基本组成部分的散斑图案：散斑图案形成的随机干涉贝塞尔光束。间接计算成像框架已被应用于研究成像特性。通常，贝塞尔光束具有长焦深，在这种情况下，其被随机性的增加所抵消，使得能够在贝塞尔光束和高斯光束的极限之间调节轴向分辨率。三维计算成像已得到综合论证。所提出的研究将带来新一代非相干成像技术。
2022-07-25 physics.optics
Isotropically polarized speckle patterns
当散射体表现出强的电和磁极化率时，由电介质纳米颗粒的光学致密的随机溶液散射的光的偏振显示出奇特的性质。虽然在这些系统中的散射强度的分布显示出典型的不规则的散斑图案，入射光的螺旋度可以完全保存时，散射体的电和磁的极化率是相等的。我们表明，螺旋光束的多重散射的随机分散的“双”偶极纳米球导致散斑图案表现出完美的各向同性恒定偏振，这种情况下，可能是有用的光的相干控制，以及在随机介质中的激光。
2015-02-14 physics.optics
Wavefront shaping to improve beam quality: converting a speckle pattern into a Gaussian spot
完全准直的光束可以通过多次散射展开，产生散斑图案并增加系统的光学扩展量。标准的光学系统保留了光学扩展量，因此不能通过将散斑图案转换成准直光束或等效地转换成锐焦点来逆转该过程。波前整形是一种能够操纵光束的振幅和/或相位的技术，从而控制其通过这种介质的传播。因此，波前整形可以打破光展量的守恒，并在原则上，减少it. In这项工作中，我们研究了多少的能量包含在一个充分发展的散斑图案可以转换成高品质（低M2）的光束，并讨论了这种方法的优点和局限性，特别注意由于多重散射的输出质量的固有变化。
2021-07-22 physics.optics
Tailoring 3D Speckle Statistics
我们实验产生三维散斑与定制的强度统计。通过调制激光束的相位波前，远场散斑图案保持设计的强度概率密度函数，同时在轴向传播时演化为不同的空间图案。我们还在多个指定平面上创建具有不同强度统计的散斑。这些结果开辟了许多新的可能性，如设计体积散斑统计三维成像，传感，捕获和操纵。
2022-08-10 physics.optics
From amorphous speckle pattern to reconfigurable Bessel beam via wavefront shaping
贝塞尔光束是一种无衍射的光结构，可以用简单的桌面光学元件，如轴棱锥透镜或环形空间滤波器和相干激光束产生。其主要特点之一是贝塞尔光束在传输几米后仍保持其空间特性。在本文中，我们展示了一个系统和方法，用于产生贝塞尔光束从非晶散斑图案，利用自适应优化的空间光调制器。这些散斑是由通过散射幕传输的光模式产生的，并由环形滤波器选择。与所提出的策略，它是可能的，在用户定义的位置，可重构，无衍射贝塞尔光束通过无序介质。
2015-11-16 physics.optics
Temporal ghost imaging with pseudo-thermal speckle light
我们报告鬼成像的一个单一的不可再现的时间信号在几十kHz的范围内，通过使用伪热散斑光图案和一个单一的探测器阵列与百万像素的工作没有任何时间分辨率。以射频速率确定性地生成一组散斑图案，乘以由相机在Single Shot中积分的时间信号和时间。通过计算该时间积分图像与该集合的每个散斑图案之间的空间强度相关性来检索时间信息。
2016-09-18 physics.optics
Mode matching in the field speckle pattern after graded-index fibers
基于强度矩方法，我们开发并实现了一种多模梯度折射率光纤中实时并行信息传输的新技术。要做到这一点，有必要在厄米-高斯基中测量模式振幅和相位的频谱。同时，测量了信息熵和空间相干度。
2020-07-17 physics.optics
Speckle-based determination of the polarisation state of single and multiple laser beams
激光散斑是由光通过无序介质的多次干涉产生的。在这里，我们研究的前提下，散斑图案保留有关入射场的偏振态的信息。我们分析验证，存在一个线性关系之间的斯托克斯矢量的光和由此产生的散斑图案。因此，可以使用传输矩阵方法从散斑图案测量光束的偏振状态。我们进行了定量分析的传输矩阵方法来测量随机随时间变化的偏振态的准确性。在实验中，我们发现用150个$\times$和17个训练状态的散斑图像，可以在不确定度为0.05的情况下反演出半导体激光器输出光的Stokes参数。我们在分析和实验中表明，这种方法可以扩展到一个以上的激光场的情况下，演示了测量的斯托克斯参数的两个激光束同时从一个单一的散斑图案，并实现了相同的不确定度为0.05。
2020-03-31 physics.optics
Optimizing Ghost Imaging via Analysis and Design of Speckle Patterns
研究了光源散斑大小对鬼像成像的影响规律，提出了一种新的散斑图案，以提高鬼像成像的质量。结果表明，随着散斑尺寸的增大，成像质量先增大后减小，并且对于特定目标存在一个最佳散斑尺寸。利用散斑位置的随机分布，设计了一种新型的位移散斑图，其成像质量优于随机散斑图。这些结果对于寻找适合于目标探测的最佳散斑图具有重要意义，进一步推动了鬼像成像的实际应用。
2022-03-10 eess.IV physics.optics
Introducing non-local correlations into speckles
激光散斑已成为现代光学研究工具箱的基本组成部分。散斑不仅是许多成像技术的基础，而且，它们被用来产生冷原子和胶体粒子的光学势。操纵散斑图案的空间强度相关性的能力，特别是长范围（非局部）的，在许多应用中是必不可少的。然而，典型的充分发展的散斑图案仅具有由空间场相关性确定的短程（局部）强度相关性。在这里，我们从实验和理论上证明了一种通用的方法来创建充分发展的散斑与强非局部强度相关。在不改变场相关性的情况下，可以任意调整空间强度相关性的函数形式。我们的方法提供了一个通用的和实用的框架，用于增强和控制散斑图案中的非局部相关性。
2019-02-21 physics.optics
Speckle engineering through singular value decomposition of the transmission matrix
散斑图案在光学中是普遍存在的，并且具有多种应用，其中控制它们的空间相关性是必不可少的。在这里，我们报告的方法工程散斑相关性背后的散射介质通过奇异值分解的传输矩阵。我们不仅展示了控制散斑颗粒的大小和形状，但也实现了非局部相关的图案。此外，我们表明，我们的方法的范围也沿轴向尺寸延伸，允许散射层后面的体积散斑工程。
2022-01-06 physics.optics
Near-field interactions and non-universality in speckle patterns produced by a point source in a disordered medium
点光源在无序散射介质中产生具有非普适特征的散斑图，即所谓的C_0相关。从能量守恒的角度出发，分析了C_0关联与局域态密度统计涨落之间的关系。这种推导导致了C_0相关性的一个明确的物理解释。通过精确的数值模拟，我们证明了C_0本质上是一种由近场相互作用引起的关联。这些相互作用导致了C_0的非普适性，这赋予了这种相关性在复杂介质中的亚波长尺度的传感和成像的巨大潜力。
2010-07-23 physics.optics
Scattering of Poincare beams: polarization speckles
偏振散斑是具有空间变化的随机偏振轮廓的细颗粒光图案。我们利用庞加莱光束（一类特殊的矢量涡旋光束）通过毛玻璃板的散射产生这些散斑图。这里，庞加莱光束是使用偏振敏感空间光调制器产生的，该空间光调制器显示对应于光学涡旋相位分布的轴上全息图。粗糙表面的不同不均匀性经历不同的偏振，其控制散射波在检测平面处干涉的能力，并导致空间变化的偏振分布。我们实验确定了这些散斑图的局部偏振度和偏振椭圆方向的空间变化从斯托克斯分析。利用Stokes参量S0的自相关函数确定标量散斑的大小，利用其余三个Stokes参量的自关联函数之和确定偏振散斑的大小。我们发现标量散斑的大小与矢量光束的折射率无关，但偏振散斑的大小随矢量光束折射率的增加而减小。
2017-05-12 physics.optics
Spectral Speckle Customization
本文提出通过控制无序多模光纤输入光的空间分布，实现光脉冲时空-光谱散斑强度统计的定制，并验证了在单波长、去相关多波长及整个脉冲光谱范围内生成任意统计特性散斑系综的可行性。
2023-08-12 physics.optics
Anti-interference Computational Ghost Imaging with Pink Noise Speckle Patterns
我们提出了一个计算鬼成像方案，使用定制的粉红噪声散斑图案照明。通过调制散斑的空间频率振幅，我们产生具有显著正空间相关性的散斑图案。我们实验重建图像，使用我们的合成散斑图案在各种噪声源和图案失真的存在下，并显示它是鲁棒的噪声干扰。与使用标准的白噪声散斑图的结果进行了比较。我们表明，我们的方法给出了良好的图像质量在不同的噪声干扰的情况下，而传统的方法失败。该方案有望在水下，动态和运动目标计算鬼成像的潜在应用。
2021-03-22 eess.IV physics.optics
Intensity correlations between reflected and transmitted speckle patterns
本文从理论上研究了无序散射介质的输入面和输出面上测量的光强之间的空间相关性。我们表明，在大的光学厚度，长程空间相关性持续存在，并采取负值。对于小的光学厚度，短程和长程相关共存，与依赖于光学厚度的相对权重。这些结果可能对通过波前整形控制波在复杂介质中的传播具有直接的意义，从而在传感、成像和信息传输中找到应用。
2015-08-24 physics.optics
Deep-learned speckle pattern and its application to ghost imaging
在本文中，我们提出了一种使用深度学习进行散斑图案设计的方法。在我们精心设计的散斑图案生成框架Speckle-Net中经历卷积后，散斑图案具有独特的特征。然后，我们将我们的方法应用到计算鬼成像系统。标准的深度学习辅助重影成像方法使用网络来识别重建的对象或成像算法。相比之下，这一创新应用通过Speckle-Net以特定的采样率优化了照明散斑图案。因此，我们的方法优于其他技术的鬼成像，特别是它的能力，以极低的采样率检索高质量的图像。它通过使用修改后的深度神经网络参考指定目标的标准损失函数，开辟了一条新的非平凡散斑生成路线。它在动态散斑照明显微镜、结构照明显微镜、X射线成像、光声成像和光学晶格等领域也有很大的应用潜力。
2021-12-28 eess.IV physics.optics
Singularities in Speckled Speckle: Statistics
具有两个非常不同的相关长度的随机光场产生远场散斑，其本身是高度散斑的。我们称这种图案为斑点斑点，并使用分析理论和计算机模拟来研究它们的临界点（奇点和稳定点）。我们发现异常的临界点和数量级异常的相对数密度的空间排列，并在相关的零交叉的密度。
2008-06-23 physics.optics
Controlled Modulation of Depolarization in Laser Speckle
提出了一种基于两个散斑叠加的新技术，并证明了所产生的散斑的空间偏振分布的受控调制。从理论和实验上证明，通过适当选择散斑的偏振态和平均空间强度，可以实现对散斑空间偏振分布的可控调制。它还表明，所提出的技术是有用的，以产生不同的散斑图案与正弦变化的偏振度，它可以从零调谐到统一。该技术可应用于传感、生物医学研究以及确定电场矢量通过散射介质后的旋转。
2017-07-30 physics.optics
Remote characterization of aerogel foam concrete using dynamic speckle pattern analysis
本研究利用动态散斑图案分析远程表征气凝胶泡沫混凝土在酸性和碱性环境中的降解过程，发现酸性环境导致更快的降解和更严重的表面损伤，为提升材料耐久性提供关键见解。
2025-01-19 physics.optics
Circumventing the optical diffraction limit with customized speckles
散斑图案已经广泛地用于成像技术中，诸如鬼成像、动态散斑照明显微术、结构照明显微术和光声波动成像。控制散斑的统计特性的能力的最新进展已经使得能够针对特定成像应用定制散斑图案。在这项工作中，我们设计和创建特殊的散斑图案的并行非线性图案照明显微镜的基础上荧光光开关。我们提出了一个原理验证的实验演示，我们获得的空间分辨率比我们的设置中的照明光学器件的衍射极限高三倍。此外，我们表明，定制散斑大大优于标准散斑。我们的工作表明，定制的散斑是一个强大的工具，在并行化的超分辨率显微镜。
2021-01-23 physics.bio-ph physics.optics
Improving Dynamic Range of Speckle Correlation based Optical Lever by spatial multiplexing
基于散斑相关的光学杠杆SC OptLev具有吸引人的特性，适合于感测表面角取向的微小变化。在这项研究中，我们提出并证明了一种空间复用技术，用于提高SC OptLev的动态范围。当表面处于其初始位置时，通过横向移动图像传感器并记录较大散斑图案的不同部分来创建大于图像传感器的面积的合成散斑强度图案。然后，通过计算机程序将获取的图像拼接在一起，形成一个相对较大的合成散斑图案。在校准阶段之后，使用合成散斑强度图案来感测表面角取向的变化。通过记录位于传感器区域内的散斑图案的一部分来实时监测表面。接着，记录的散斑图案与计算机中的合成散斑图案互相关。相关峰的所得移位指示测试下的反射表面的角定向。这种空间复用技术使得能够感测超过图像传感器的物理尺寸所施加的限制的表面的角取向的变化。
2019-08-30 physics.ins-det physics.optics
Creating and Controlling Complex Light
随机光场-通常称为散斑-展示了瑞利强度统计，并且仅具有局部相关性：这些相关性发生在单个散斑颗粒内。在这项工作中，我们开发了一种实验方法，定制的强度概率密度函数（PDF）的散斑图案，同时引入非局部的散斑颗粒之间的空间相关性。定制的散斑图案的各种家庭-由我们的方法创建-可以表现出根本不同的拓扑结构，统计数据和可变程度的空间秩序。然而，不管它们的不同统计特性如何，所有这些散斑都是通过利用空间光调制器将高阶相关性适当地编码到单色激光束的相前中来创建的。除了我们的实验演示，我们探索的强度PDF和空间强度相关性可以同时在一个散斑图案的程度上的理论和实践的限制。这项工作提供了一个通用的方法，用于创建复杂的光场和控制其统计特性，在显微镜，成像和光学操作的各种应用。
2019-11-14 physics.optics
Generating non-Rayleigh speckles with tailored intensity statistics
我们实验产生的散斑图案与非瑞利强度统计使用相位空间光调制器。通过在输入光场中引入高阶相关性，我们在保持图案的颗粒结构的同时重新分配散斑颗粒之间的强度。我们的方法是通用的，并允许以受控的方式生成具有增强或减弱的对比度的散斑图案。
2014-03-20 physics.optics quant-ph
Experimental study of speckle patterns generated by low-coherence semiconductor laser light
散斑是一种波动干涉现象，在光学、流体力学、声学等领域都有广泛的研究。散斑图案包含干涉波的光谱信息，以及产生图案的散射介质的光谱信息。在这里，我们实验研究由两种类型的半导体激光器：传统的激光二极管，在那里我们诱导低相干发射光反馈或泵浦电流调制，和耦合纳米激光器发射的光所产生的散斑图案。在这两种情况下，我们分析各自的散斑图案的强度统计，以检查光的相干程度。我们表明，散斑分析提供了一种非光谱的方式来评估的相干性的半导体激光器光。
2020-06-04 nlin.PS physics.data-an physics.optics
Speckle Tweezers in Action: Manipulating the Run-and-Tumble of Bacteria
本研究探索光学散斑光镊（ST）对大肠杆菌运动的操控作用，证实其可通过光学力调控细菌“奔跑-翻滚”行为与运动模式，为活性物质研究提供了多功能无创工具。
2025-01-16 physics.optics
Phase-sensitive interferometry of decorrelated speckle patterns
相敏相干成像利用后向散射光的相位变化来观察散射结构的微小变化或折射率的变化。但是移动的散射体或波动的折射率使图像中的相位和散斑图案去相关。通常认为，一旦散斑图案改变，相位就被扰乱，并且与原始图案的任何有意义的相位差被去除。因此，低于分辨率的扩散和组织运动阻碍了生物样本的相敏成像。在这里，我们表明，令人惊讶的是，去相关散斑图案之间的相位比较仍然是可能的，通过利用一系列的图像在去相关过程中获得的。由此产生的评估计划是数学上等价的方法，通过湍流天空的散斑干涉天文成像。因此，我们采用的想法，散斑干涉相敏成像在生物组织，并证明其有效性的模拟数据和感光细胞活动的成像与相敏光学相干断层扫描。所描述的方法可以应用于使用相位值进行干涉测量的任何成像模态。
2019-03-07 physics.comp-ph physics.optics
Measuring micro-displacements of specular surfaces using speckle interferometry
利用散斑干涉法可以测量物体表面的位移场。该技术基于激光散斑现象，并且包括在表面变形之后和之前拍摄的相关散斑干涉图。主要的要求是，所研究的表面必须是光学粗糙的，以产生相关的散斑图案。在本文中，我们提出了一个非常简单和直观的方法的基础上散斑干涉测量离面位移的镜面反射表面，产生无散斑图案。该方法包括在一个修改后的数字散斑干涉仪，它不需要特殊的设备比传统的散斑干涉仪中使用的其他。该方法可用于反射镜热变形的测量。
2018-12-24 physics.app-ph physics.optics
Speckle Patterns and 2-Dimensional Spatial Models
基于包含最近邻相互作用的线性模型，给出了二维高斯格子拟合散斑强度图的结果。我们还包括一个蒙特卡罗模拟的相同的空间散斑图案，考虑到最近邻的相互作用。这些最近邻相互作用导致晶格上的空间方差结构。由此产生的空间模式波动的价值从点到点的方式的特点是一个平稳的随机过程。模拟中晶格点处的值被解释为强度水平，相邻单元中的值的差异在晶格上产生波动的强度图案。更改网格的大小将更改斑点的相对大小。增加网格尺寸倾向于在平稳过程的平均值的方向上平均强度。
2012-11-10 physics.optics stat.AP
Experimental creation and characterization of random potential energy landscapes exploiting speckle patterns
势能景观的概念被应用于许多科学领域。我们实验实现了一个随机的势能景观（rPEL）的胶体暴露。这是利用物质与光的相互作用实现的。光学设置是基于一个特殊的漫射器，它产生一个包含散斑图案的礼帽光束。这是对胶体施加的。散斑图案对胶体的影响可以通过rPEL来描述。散斑图案以及rPEL的定量特征。强度和势能值的分布可以近似为伽马分布。它们可以从指数调整到具有可变标准偏差的近似高斯，这决定了散斑的对比度和rPEL的粗糙度。此外，可以控制特征长度尺度，例如散斑尺寸。此外，通过旋转扩散器，可以产生平坦的电势，因此只有辐射压力施加在颗粒上。
2016-07-08 cond-mat.soft physics.optics
All-optical Edge Computing for Speckle Sensing Interrogation
INESC TEC（葡萄牙科技电子与通信研究所）；University of Porto（波尔图大学）
提出一种光学可重构的边缘计算平台，通过数字微镜器件和进化优化策略直接在光学域进行任务特定计算，实现实时多路信号分离。
2026-05-25 physics.optics
Seeing the Invisible through Speckle Images
提出基于无监督学习的散斑识别与评估策略，直接从散斑中提取不变特征以获取高层信息，并在无创血糖监测和多模光纤通信中验证其有效性。
2024-09-27 physics.optics
A model for simulating speckle-pattern evolution based on close to reality procedures used in spectral-domain OCT
本文提出了一种基于光学相干层析成像（OCT）系统参数和组织形变的OCT散斑演化模型。该模型是基于应用程序的接近现实的程序中使用的频域OCT扫描仪。它自然地产生的图像再现的实像在谱域OCT的属性，包括像素化的结构和有限深度的明确的成像，光谱形状的影响，依赖于光波频率和相干长度，组织应变的影响，等良好的协议与公认的散斑功能和真实OCT图像的属性被证明。
2014-06-13 physics.med-ph physics.optics
Effect of average number of reference speckles on the SNR of object retrieved using off-axis holographic technique
相干光通过随机散射介质的传播产生散斑图。虽然散斑是随机的，但其中包含了物体信息，利用离轴全息技术可以从物体散斑和倾斜参考散斑的干涉图构成的相干全息图中提取出物体信息。结果表明，从相干全息图恢复的物体的信噪比，从干涉图的远场强度相关计算，依赖于参考散斑的平均数。实验研究了在离轴全息技术中，在保持物方散斑不变的情况下，改变参考散斑的平均数目对再现物方信噪比的影响。本文给出了实验观测结果。
2017-09-04 physics.optics
Enhancing Speckle Statistics for Imaging inside Scattering Media
我们利用记忆效应散斑相关的非相干线性（单光子）荧光光源散射组织后面的成像。虽然基于记忆效应的成像技术在过去已经被大量研究，但是对于厚的散射层和复杂的照明图案，这些相关性很弱，限制了该想法的实际适用性。在这项工作中，我们引入了一个空间光调制器（SLM）之间的组织样本和成像传感器和捕获多个调制的散斑图案。我们表明，通过正确设计的调制模式和重建算法，我们可以大大提高数据中的统计相关性。我们利用这一点来证明重建的散射组织背后的百万像素宽的荧光图案。
2022-07-16 eess.IV physics.optics
Determining intrinsic sensitivity and the role of multiple scattering in speckle metrology
针对散斑计量领域因底层通用原理未受重视导致研究路径分散的问题，提出散斑本征灵敏度的通用衡量指标，分析多重散射的优缺点，推动散斑计量及无序光学相关领域发展。
2024-08-15 physics.optics
Measuring picometre-level displacements using speckle patterns produced by an integrating sphere
随着光学显微镜、半导体技术和基础科学领域越来越多地以纳米级或以下的精度为目标，对亚纳米位移和位置传感的需求正在迅速增长。我们表明，由积分球内的光的多次反射产生的散斑图案提供了一个异常敏感的位移探头。我们使用积分球分裂成两个平等和独立的半球，其中一个是自由地在任何给定的方向移动。两个半球的相对运动产生散斑图的变化，我们可以从散斑图中分析出位移的幅度。该方法允许位移测量的不确定性小至40 pm（$λ/20,000$）在一个简单的实施。我们展示了如何，在现实的实验参数下，位移的不确定性可以提高到几十飞秒，或$λ/10^{7}$。
2021-10-29 physics.ins-det physics.optics
Fluorescence lifetime imaging via spatio-temporal speckle patterns in single-pixel camera configuration
光致发光（PL）光谱提供了很好的方法来映射纳秒时间尺度上的PL衰减。然而，捕获微秒时间尺度上的排放动态图可能非常耗时。我们提出了一种新的荧光寿命成像FLIM的方法，它结合了随机时间散斑激发（RATS）的概念与基于空间散斑的单像素相机的概念。时空散斑图案使得能够以无与伦比的简单性映射PL动态。此外，该方法可以在几分钟内获得所有必要的数据来映射PL衰变在微秒的时间尺度。我们提出了两个样品的测量原理的证明，并比较重建的衰变的非成像测量。最后，我们讨论了预处理程序和其他因素对重建噪声水平的影响。所提出的方法适用于寿命成像过程中的几个样品，包括载流子动力学的钙钛矿或监测固态发光体与长寿命的PL。
2020-12-04 physics.bio-ph physics.optics
Intelligent mode-locked NPR fiber laser based on laser speckle characteristics
College of Electronics and Information Engineering, Sichuan University（四川大学电子信息学院）
本文提出利用人工智能优化模式锁稳定性的方法，通过分析激光通过散射介质产生的条纹图案特征，实现智能稳定模式锁单脉冲生成。
2023-06-11 physics.optics
Speckle decorrelation in fundamental and second-harmonic light scattered from nonlinear disorder
无序介质中产生的散斑图案携带着大量的信息，尽管强度图案具有明显的完全随机性。当介质具有$χ^{(2)}$非线性时，散斑对入射基波光的相位以及在其中产生的光敏感。在这里，我们研究的散斑去相关的基本和第二谐波透射光作为一个函数的基本光束中的功率变化。在低入射功率下，由连续脉冲产生的散斑图案表现出强相关性，其随着功率的增加而减小。二次谐波散斑中的平均相关性比基本散斑中的衰减更快。接下来，我们构建了一个理论模型，通过数值计算得到支持，以获得更深层次的物理见解在二次谐波光的更快的去相关。虽然提供了良好的定性协议与实验，该模型揭示了重要的光的相关性，即，产生的二次谐波光的两个效果的贡献，及其传播。
2022-08-03 cond-mat.dis-nn physics.optics
Polarization Imaging of Back-Scattered Terahertz Speckle Fields
相干光学成像中观察到的散斑图案反映了散射物体的重要特征信息。为了捕获散斑图案，通常结合瑞利统计模型采用角分辨或倾斜照明几何形状。我们提出了一种便携式和手持式2通道偏振敏感成像仪器，直接解决太赫兹（THz）散斑场在并置远心背散射几何。太赫兹光的偏振态是使用两个正交的光电导天线测量的，并且可以在与样品相互作用时以太赫兹光束的斯托克斯矢量的形式呈现。我们报告的方法在表面散射从镀金砂纸的验证，表现出强烈的依赖性的偏振状态的表面粗糙度和频率的宽带太赫兹照明。我们还展示了非瑞利一阶和二阶统计参数，如偏振均匀度（DOPU）和相位差，量化的偏振的随机性。该技术提供了一种快速的宽带太赫兹偏振测量的领域，并有可能在生物医学成像的非破坏性测试的应用中检测光去偏振。
2023-02-21 physics.optics
Instability of speckle patterns in random media with noninstantaneous Kerr nonlinearity
在克尔非线性随机介质中，非线性介质响应的非瞬时特性对多次散射散斑图的不稳定性有很大影响。超过不稳定阈值的自发散斑动力学的基本时间尺度由时间$T_{\mathrm{D}}$和$τ_{\mathrm{NL}}$中的最大者设定，其中$T_{\mathrm{D}}$是多次散射波传播通过随机样本所需的时间，而$τ_{\mathrm{NL}}$是非线性的弛豫时间。非线性的惯性性质应该使不稳定现象的实验观察复杂化。
2003-01-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft physics.optics
Correlations between reflected and transmitted intensity patterns emerging from opaque disordered media
单色光通过散射介质的传播在反射和透射中产生散斑图案，并且这些图案的明显随机性阻止了通过厚混浊介质的直接成像。然而，由于弹性多次散射基本上是线性和确定性的过程，信息不会丢失，而是分布在许多自由度，可以解决和操纵。在这里，我们实验证明，反射和透射的散斑图案是相关的，即使是厚度远大于运输平均自由程的不透明介质，证明信息的生存的多次散射过程中，可以恢复。散射介质两侧之间互信息的存在为控制透射光开辟了新的可能性，而无需来自目标侧的任何反馈，而是仅使用从反射散斑收集的信息。
2017-07-12 physics.optics
Tracking moving objects through scattering media via speckle correlations
散射可以迅速降低我们形成光学图像的能力，以至于只能测量斑点状图案。通过强散射障碍物进行真正的非侵入性成像是困难的，并且通常依赖于计算密集的数值重建。在这项工作中，我们表明，通过结合在不同的时间测量的散斑图案的互相关，它可以跟踪一个移动的物体，以最小的计算工作量，并在一个大的视野。
2022-02-22 eess.IV physics.optics
Design and experiment of electronic speckle shearing phase-shifting pattern interferometer
基于迈克耳孙干涉仪，提出了一种电子散斑剪切相移干涉仪。其中一个反射臂上的步进电机驱动可旋转反射镜产生可调剪切，另一个反射臂上的压电陶瓷驱动反射镜实现相移。在实验中，测量了铝板在不同位置上受到相同外力以及在相同位置上受到不同外力时的变形。同时，利用四步相移法得到了铝板中心位置受外力作用时的相位分布和相位解缠图像。
2016-02-22 physics.ins-det physics.optics
A narrow-band speckle-free light source via random Raman lasing
目前，不存在既窄带又无斑点且具有足够亮度用于全场成像应用的光源。发光二极管（LED）是优异的空间非相干光源，但是宽为数十纳米。另一方面，激光器可以产生非常窄带的光，但是具有高的空间相干性，这导致散斑图案使图像失真。在这里，我们建议使用随机拉曼激光发射作为一种新的光源，能够提供短脉冲窄带无散斑照明成像应用。
2015-05-26 physics.optics
ChiSCAT: unsupervised learning of recurrent cellular micro-motion patterns from a chaotic speckle pattern
ChiSCAT结合混沌散斑照明与干涉散射显微镜，通过无监督学习恢复细胞微运动模式并检测动作电位，在麻痹心肌细胞上验证，可扩展至散射组织。
2024-05-27 physics.optics q-bio.QM
Speckle statistics of entangled photons
研究了多个纠缠光子在弹性散射介质中的传播，并研究了它们散斑图的统计特性。我们发现了多光子散斑的空间相关性及其对系统参数变化的敏感性。我们的分析涵盖了定向波制度，射线几乎弹道传播，同时经历小角度扩散，和真实空间扩散制度。我们证明了散斑图案的长程相关性在大孔径光子探测器的实验特征中占主导地位。我们还表明，散斑灵敏度强烈地依赖于入射光束中的光子数$N$，增加$\sqrt{N}$在定向波制度和$N$在扩散制度。
2016-02-02 physics.optics quant-ph
A Monte Carlo Framework for Rendering Speckle Statistics in Scattering Media
我们提出了一个蒙特卡罗渲染框架的相干波的体积散射所产生的散斑图案的物理精确模拟。这些类似噪声的模式的特征在于强统计特性，例如所谓的记忆效应，其是用于如组织成像、运动跟踪和非视线成像等多种应用的成像技术的核心。我们的框架允许这些属性被复制计算，在某种程度上，是数量级更有效的替代品的基础上直接求解波动方程。在我们的框架的核心是一个路径空间制定的散斑图案的协方差所产生的散射量，我们来自第一原理。我们使用这个公式来开发两个蒙特卡洛绘制算法，用于计算散斑协方差以及直接散斑场。虽然基于波动方程求解器的方法需要知道波长大小的散射体的微观位置，但我们的方法仅将描述体积内这些散射体的统计分布的批量参数作为输入。我们通过与使用波动方程求解器模拟的散斑图案进行比较来验证我们框架的准确性，使用它来模拟以前只能通过实验室测量进行的记忆效应观测，并证明其适用于计算成像任务。
2019-01-21 cs.GR physics.optics
Recognition of paper samples by correlation of their speckle patterns
Buchanan等人[Nature 436，p.475（2005）]已经表明，通过使用线形激光焦点、四个光电检测器和扫描机构，可以经由纸样本的散斑图案来识别纸样本。在这份报告中，提出了十分之五的纸张样本的识别。用2.62 ± 0.02 mm的圆形光斑照射样品，用静态CCD测量反射光。我们已经制定了一个识别标准，将错误识别的概率限制在0.1%，用于十个样本的实验。我们得到的结果表明，错误识别的概率将是可以忽略不计的大量样本。散斑的性质起源于一条线和一个点照明源进行了比较，看看是否使用一条线的结果在识别样品的主要优势。
2006-10-17 physics.ed-ph physics.optics
Optical Fingerprint of Flat Substrate Surface and Marker-free Lateral Displacement Detection with Angstrom-level Precision
我们报告说，平面基板，如玻璃盖玻片的表面粗糙度远低于0.5 nm的功能显着的斑点图案时，观察高灵敏度干涉显微镜。我们发现，这些斑点图案明确起源于亚纳米表面起伏，并开发一个直观的模型来说明如何亚纳米非谐振介电特性可以产生明显的干涉对比在远场。我们引入了光学指纹的概念，与特定的基板表面区域相关联的确定性的散斑图案，并有意地提高潜在的应用程序的散斑振幅。我们证明了这种光学指纹可以利用可重复的位置识别和无标记的横向位移检测，实验精度为0.22 nm。可再现的位置识别使我们能够检测在显微镜外进行的费力过程中开发的新的纳米级特征。所展示的超灵敏位移检测能力可能会在半导体工业和超分辨率光学显微镜中找到应用。
2022-10-19 physics.optics
