Reconstruction of missing information in diffraction patterns and holograms by iterative phase retrieval
它表明，可以成功地检索对象的分布从其衍射图案或全息图，即使一些测量的强度样本丢失。缺失值的最大允许数量取决于线性过采样率s，其中s的值越高，可能缺失的强度样本越多。对于实值物体，在获取的衍射图案或全息图中，缺失像素与像素总数的比率分别不应超过（1 - 2/s^2）或（1 - 1/s^2）。例如，在过采样率s = 8时，即使5%的测量强度值也足以同时检索对象分布和缺失强度值。重要的是，缺失的强度值不应集中在中心，而应随机分布在所获取的衍射图案上。
2019-08-25 eess.IV physics.comp-ph physics.data-an
Ghost diffraction: A spatial statistical approach
本文报道用统计光学方法重建鬼衍射方案中的透明像。这通过使用静态漫射器而不是具有旋转漫射器的伪热光源来实现。实验实现利用空间分布的随机场的空间遍历性和空间平稳性。通过空间强度相关和相位恢复算法实现鬼衍射方案的策略允许透明的重建。
2022-04-08 physics.optics
Total variation-based reconstruction and phase retrieval for diffraction tomography
在光学衍射层析成像（ODT）中，通过一系列相干光的照射，可以恢复围绕其中心旋转的微观物体的三维散射势。诸如滤波反向传播的重建算法需要测量平面处的复值波的知识，而通常仅需要强度，即，无相位测量在实践中是可用的。我们提出了一种新的重建方法的ODT与未知的相位信息的基础上的三个关键成分。首先，光的传播模型使用玻恩近似，使我们能够使用傅里叶衍射定理。其次，我们通过利用原始-对偶迭代的全变差正则化来稳定非均匀离散傅里叶变换的反演，这也产生了一个新的具有已知相位的ODT的数值反演公式。第三个要素是混合投入产出计划。我们取得了令人信服的数值结果，这表明无相位数据的ODT是可能的。如此获得的2D和3D重建甚至可以与具有已知相位的重建相媲美。
2022-06-01 cs.NA eess.IV math.NA
X-ray image reconstruction from a diffraction pattern alone
散射反演问题的解决方案将提供无像差的衍射限制的3D图像，而没有基于透镜的层析成像系统的分辨率和景深限制。强大的算法正越来越多地被用来充当镜头来形成这样的图像。然而，目前的图像重建方法，需要的对象的形状和低空间频率的知识，在实验中必然会丢失。因此，衍射成像先前已被用于增加通过其它手段获得的图像的分辨率。我们在这里实验证明了一种新的反演方法，它重建的对象的图像，而不需要任何这样的先验知识。
2003-09-12 cond-mat physics.data-an physics.optics
Fast unified reconstruction algorithm for conventional, phase-contrast and diffraction tomography
本文提出了一种从多个照明方向上采集的透射图像进行物体三维重建的统一方法。该方法可适用于与使用X射线、电子和其他形式的穿透辐射或物质波的基于吸收的、相衬或衍射成像相关的实验条件。相位恢复（也称为对比度传递函数校正）和埃瓦尔德球曲率的影响（在具有浅景深和显着的物内衍射的情况下）都被纳入所提出的算法中，并且可以被考虑在内。多次散射没有明确处理，但可以减轻作为角平均的结果，构成该方法的一个基本特征。相应的数值算法是基于三维网格，允许快速计算的实施，包括一个简单的并行化。该算法可以用于任何扫描几何涉及平面波照明。已经开发了实现所提出的算法的软件代码，在模拟和实验图像数据上进行了测试，并公开提供。
2022-07-08 physics.med-ph physics.optics
Single acquisition reconstruction of nonlinear susceptibility and Raman tensors at the diffraction limit
University of Geneva（日内瓦大学）；Institute of Physics of NAS of Ukraine（乌克兰国家科学院物理研究所）
本文提出利用Bessel-高斯激光束的空间和超快时间偏移，结合拉曼光谱和二次谐波生成技术，实现非线性光学张量的单次成像重建。
2026-04-29 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
High-fidelity intensity diffraction tomography with a non-paraxial multiple-scattering model
提出了一种基于分步非傍轴（SSNP）模型的强度衍射层析（IDT）重建算法，用于恢复多次散射生物样品的三维折射率（RI）分布。高质量IDT重建需要高角度照明来编码3D生物样本的低空间频率和高空间频率信息。我们表明，我们的SSNP模型可以更准确地计算从高角度照明的多重散射相比，基于傍轴近似的多重散射模型。我们将此SSNP模型应用于顺序和复用IDT技术。我们开发了一个统一的重建算法的IDT模式，是高度计算效率和模块化的自动微分框架。我们证明了我们的重建算法在弱散射颊上皮细胞和强散射活$\textit{C. elegans}$蠕虫和活$\textit{C. elegans}$胚胎上的能力。
2022-08-09 eess.IV physics.optics
Far off-Bragg reconstruction of volume holographic gratings: A comparison of experiment and theories
我们进行了光的光学衍射实验的纳米颗粒聚合物体全息光栅在一定的角度范围内，也包括远离布拉格重放。三个衍射理论的比较-在相同的复杂程度上-与我们的实验结果表明，衍射的动力学理论和一阶两波耦合理论，使用β值方法拟合数据非常好。相比之下，流行的两波耦合理论，使用K-矢量闭合方法产生一个数量级更差的均方误差与差的拟合。这些发现必须考虑耦合强度和光栅厚度的准确测定。
2013-06-10 physics.optics
Criteria for objects suitable for reconstruction from holograms and diffraction patterns
本研究重新审视并推导了从全息图和衍射图样重建物体的定量判据，基于Parseval定理证明当物体占比极小时纯振幅和纯相位物体均可重建，且迭代算法能大幅放宽对物体尺寸的限制。
2025-08-14 physics.optics
Novel Fourier-domain constraint for fast phase retrieval in coherent diffraction imaging
相干衍射成像（CDI）用于在原子分辨率下可视化物体已经被实现为用于成像单分子的有前途的工具。CDI的缺点与从实验衍射图案的数值相位检索的困难有关;这一事实刺激了寻找更好的数值方法和替代实验技术。常见的相位恢复方法是基于迭代过程，该迭代过程在目标和检测器平面之间传播复值波。对象和检测器平面中的约束都被应用。虽然在大多数相位恢复方法中采用的检测器平面中的约束要求复波的振幅等于测量强度的平方根，但我们提出了一种新的傅立叶域约束，基于与全息术的类比。我们的方法允许在第一步中实现低分辨率重建，然后在进一步的步骤之后实现高分辨率重建。与传统方案相比，该傅立叶域约束导致迭代重建过程的快速和可靠的收敛。
2011-08-25 physics.optics
Deep learning-enabled image quality control in tomographic reconstruction: Robust optical diffraction tomography
在断层摄影重建中，重建图像的图像质量可能由于测量的二维（2D）原始图像数据中的缺陷而显著降低。尽管筛选有缺陷的2D图像的重要性，强大的断层重建，人工检查和基于规则的自动化遭受低吞吐量和准确性不足，分别。在这里，我们提出了基于深度学习的全息数据质量控制，以产生鲁棒和高吞吐量的光学衍射断层扫描（ODT）。其关键思想是将专家的知识提取到深度卷积神经网络中。我们建立了一个广泛的光场图像数据库，其中包含干净/嘈杂的注释，然后根据数据训练了一个二进制分类网络。经过训练的网络优于非专家用户的视觉检查和广泛使用的基于规则的算法，测试准确率> 90%。随后，我们证实，优越的筛选性能显着提高断层图像的质量。为了进一步确认训练模型的性能和可推广性，我们对使用未用于生成训练数据集的设置获得的看不见的生物细胞数据进行了评估。最后，我们使用各种可视化技术解释训练模型，这些技术提供了每个模型推理的显着性图。
2019-03-05 eess.IV physics.optics
Optical Diffraction Tomography based on 3D Physics-Inspired Neural Network (PINN)
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院）
光学衍射层析成像（ODT）是一种新兴的三维成像技术，用于半透明样品折射率（RI）的三维重建。已经提出了各种逆模型来基于不同样品的全息检测来重建3D RI，诸如Born近似和Rytov近似。然而，这样的近似通常遭受所谓的缺失锥问题，其导致最终重建沿着光轴的伸长。已经提出了不同的迭代方案来解决丢失锥问题，依赖于物理正演模型和误差函数，该误差函数旨在填充k空间，从而消除丢失锥问题并达到更好的重建精度。在本文中，我们提出了一种不同的方法，其中采用3D神经网络（NN）。神经网络是用从基于光波传播物理学的物理模型导出的成本函数训练的。3D NN从3D RI重建的初始猜测（即Born或Rytov）开始，旨在基于误差函数重建更好的3D重建。使用这种技术，可以在没有不适定重建（Born或Rytov）和地面真实（真实形状）之间关系的任何示例的情况下训练NN。
2022-06-10 cs.CV physics.optics
Designing and using prior data in Ankylography: Recovering a 3D object from a single diffraction intensity pattern
Technion, Physics Department—Solid State Institute（以色列理工学院，物理系-固体研究所）；Technion, Electrical Engineering Department（以色列理工学院，电气工程系）
提出一种新方法，利用先验数据从单次衍射强度图案中快速、准确地重建包含更多细节的三维物体。
2012-03-08 astro-ph.IM cs.NA math.NA
Subpixel correction of diffraction pattern shifts in ptychography via automatic differentiation
本文提出基于自动微分的叠层衍射成像衍射图样裁剪偏移校正方法，将偏移作为可优化参数联合重建物体与探针，实现亚像素级校正并提升重建自动化与鲁棒性。
2025-07-04 eess.IV physics.optics
The Theory of Diffraction Tomography
断层扫描是从不同角度拍摄的图像对物体进行三维重建。当成像光束以直线穿过对象时，使用术语经典断层摄影。这种假设对于短波长的光是有效的，例如在X射线断层摄影中。对于经典的层析成像，常用的重建方法是滤波反投影算法，其产生快速且稳定的对象重建。在单细胞成像的背景下，反投影算法已被用于研究细胞结构或使用来自可见光谱的光来量化单细胞内的折射率分布。然而，这些方法，通常概括为光学投影断层扫描，不考虑衍射。Rytov近似的衍射层析成像解决了这个问题。光的波动性质的明确并入导致对象的折射率分布的增强的重建。在这里，我们提出了一个完整的文献综述衍射层析成像。我们从波动方程出发推导理论，并讨论其有效性，重点是折射率层析成像的应用。此外，我们推导了反向传播算法、反向投影算法的衍射层析垂悬，并描述了其在三维中的实现。最后，我们展示了应用程序的反向传播算法的计算机生成的散射数据。这篇综述统一了文献中的不同符号，并详细描述了反向传播算法，为衍射层析成像领域的未来工作提供了可靠的基础。
2016-10-07 physics.bio-ph physics.optics q-bio.QM
Image Priors for Single-Shot Coded Diffraction Phase Retrieval
École polytechnique fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院）；ENS-Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Collège de France（巴黎高等师范学院-巴黎文理研究大学、法国国家科学研究中心、索邦大学、法兰西公学院）
该研究提出用单个随机相位掩模结合图像先验实现单次编码衍射相位恢复，经模拟和光学实验验证，可高效重建复值物体，为定量相位成像提供实用单次模态。
2026-10-14 physics.optics
Broadband model-based inversion enables optoacoustic microscopy beyond the acoustic diffraction limit
声学分辨率光声显微镜（AR-OAM）检索解剖和功能的对比度，从活组织的深度无法达到与光学显微镜。AR-OAM的成像性能已经通过提供高横向分辨率的图像重建算法而得到了提升，但最终受到声衍射的限制。在这项工作中，我们提出了一个新的基于模型的框架，有效地利用扫描对称性的高分辨率重建的AR-OAM图像。该模型准确地占空间脉冲响应和大的检测带宽的球形聚偏二氟乙烯传感器，这有利于显着优于合成孔径聚焦技术，通常采用在AR-OAM图像重建的图像对比度和分辨率。此外，基于L1范数正则化的重建能够分辨与其他方法无法区分的结构，这一点通过数值模拟以及体模和体内实验得到证实。所实现的性能证明了AR-OAM作为一种超分辨率成像方法的适用性，该方法能够突破声学衍射所施加的限制，从而为临床前和临床研究中光学不透明组织的显微镜检查开辟了前所未有的能力。
2020-10-21 physics.bio-ph physics.ins-det physics.med-ph
Reflection-mode diffraction tomography of multiple-scattering samples on a reflective substrate from intensity images
提出反射模式衍射层析成像技术，结合多散射模型、边界条件及伴随方法，通过强度图像同时恢复前向与后向散射信息，实现高分辨率3D折射率重建，经仿真和实验验证其在高对比度复杂样品中的鲁棒性与多功能性。
2025-02-11 physics.optics
Diffraction tomography with Fourier ptychography
本文介绍了一种方法，在标准显微镜，包括一个LED阵列照明进行衍射断层扫描。在获取厚样品的仅强度图像序列之后，基于重叠关联的重建算法求解其在三维上的未知复折射率。实验显微镜在Nyquist-Shannon采样限（在Sparrow限分别为0.54 $μ$ m和5.0 $μ$ m）下展示了0.39 $μ$ m的空间分辨率和3.7 $μ$ m的轴向分辨率，跨越2.2 mm $\times$ 2.2 mm $\times$ 110 $μ$ m的总成像体积。与竞争方法不同，本文中提出的3D断层图像是连续的，定量的，并且不需要干涉测量或任何移动部件。厚生物标本的宽视场重建在病理学和发育生物学中具有潜在的应用。
2015-10-29 physics.optics
Photoacoustic imaging beyond the acoustic diffraction-limit with dynamic speckle illumination and sparse joint support recovery
在深部组织光声成像中，空间分辨率固有地受到声波波长的限制。最近，它被证明是可能的，通过分析在一组未知的斑点照明模式下获得的光声图像中的波动超过声衍射极限。在这里，我们的目的是一种方法，以提高重建保真度和分辨率，同时通过利用压缩感知计算重建框架减少采集图像的数量。该方法考虑了系统响应的先验知识和目标结构的稀疏性。我们提供了该方法的原理实验证明，并证明了当使用散斑波动和对象先验时，可以获得更好的性能。我们数值研究的预期性能的测量信噪比和样本的空间稀疏性的函数。所提出的重建框架可以应用于分析现有的光声实验数据包含动态波动。
2019-06-13 cs.IT math.IT physics.optics
Single-cell diffraction tomography with optofluidic rotation about a tilted axis
光学衍射层析成像（Optical Diffraction Tomography，ODT）是一种不需要任何标记物就可以测量活细胞内三维（3D）折射率分布的层析成像技术。原理上，ODT可以被看作是光学投影层析成像的推广，其等同于计算机层析成像（CT）。这两种光学层析成像技术都需要在多个角度测量细胞的投影相位图像。然而，这两种技术测量后3D折射率分布的重建不同。已知的是，ODT产生比投影层析成像更好的结果，因为它考虑了由于样品的折射率结构引起的成像光的衍射。在这里，我们将ODT应用于微流控芯片中的生物细胞，该微流控芯片结合了光捕获和微流控流动以实现光流控单细胞旋转。特别是，我们解决的问题时，被困的细胞不旋转轴垂直于成像平面，而是围绕一个任意倾斜的轴。在本文中，我们表明，考虑到这样一个倾斜的旋转轴在重建过程中的三维重建可以得到改善。
2018-01-02 physics.optics q-bio.QM
Free log-likelihood as an unbiased metric for coherent diffraction imaging
相干衍射成像（CDI）是一种从单个（2D或3D）衍射图案重建物体的技术，在没有物体范围（支撑）的先验知识的情况下恢复丢失的衍射相位，这妨碍了对解决方案的明确度量评估。我们建议使用一个“自由”的对数似然指标，其中一小部分的点被掩盖的重建算法，作为一个无偏的度量来评估建议的解决方案的有效性，独立的样本研究。我们还展示了如何一组解决方案，可以通过本征分解分析，以产生一个更好的估计的真实对象。实验数据的实例分析，提出了测试图案数据集，和从一个活的蓝藻细胞的衍射图案。该方法允许在广泛的材料（硬压缩、生物等）上验证重建，并且应该特别与第四代同步加速器和X射线自由电子激光相关，其中大的、高通量的数据集需要用于无监督数据评估的方法。
2019-12-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Constraint-Free Coherent Diffraction Imaging via Physics-Guided Neural Fields
Lund University（隆德大学）
本文提出CDIP框架，通过结合神经场和物理一致模型，实现无约束的相干衍射成像，提升静态和动态重建的保真度与稳定性。
2025-12-10 physics.optics
Fluorescence Diffraction Tomography using Explicit Neural Fields
本研究提出结合显式神经场的荧光衍射层析成像技术，通过四大关键组件实现反射模式下从衍射荧光图像重建三维折射率，可对体外大体积异质生物样本完成高精度高分辨率成像。
2024-08-19 eess.IV physics.optics
Parallax in angular sensitive powder diffraction tomography
本文研究角度敏感粉末衍射层析成像中的几何视差影响，发现其与其他偏移贡献可加、可直接校正，且在完整360°旋转扫描中不影响角信息重建。
2024-08-30 cond-mat.mtrl-sci eess.IV physics.optics
Relative roles of multiple scattering and Fresnel diffraction in the imaging of small molecules using electrons, Part II: Differential Holographic Tomography
有人认为，在原子分辨率透射电子显微镜（TEM）的稀疏弱散射结构，如小的生物分子，多电子散射通常只有很小的影响，而分子内的菲涅耳衍射可以是显着的，由于本质上浅的焦深。这些事实表明，这种结构的三维重建从散焦图像系列收集在多个旋转方向的分子可以有效地执行为每个原子分别，使用非相干第一玻恩近似。相应的重建方法，这里称为差分全息层析，理论上开发和计算证明了几个数值模型的生物分子。结果表明，该方法是能够准确重建的原子在分子中的位置从TEM数据收集在一个小数目的随机取向的分子，与一个或多个散焦图像每个方向。可能的应用低温电子显微镜和其他领域进行了简要讨论。
2020-12-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Generalized Backpropagation Algorithms for Diffraction Tomography
滤波反向传播（FBPP）是用于衍射断层摄影（DT）的公知技术。为了使用FBPP精确重建复杂图像，需要完整的$360^{\circ}$角度覆盖。然而，已经表明，在断层摄影设置中使用投影数据中的一些固有冗余，在被称为最小扫描角度范围的$270^{\circ}$覆盖范围的情况下，精确重建仍然是可能的。这可以通过在对象的投影数据上应用加权函数（或滤波器）以消除冗余并从该较低的角度覆盖准确地重建图像来完成。本文演示了程序，以产生许多一般类的这些加权过滤器。这些在$270^{\circ}$覆盖下都是等效的，但是在较低的角度覆盖下和在存在噪声的情况下会有不同的表现。本文对角度覆盖范围小于$270^{\circ}$最小扫描角度时的不同滤波器进行了对比分析。仿真研究已经完成，以找到最佳的权重过滤器的子最小的角度覆盖。最佳权重可以生成与全$360^{\circ}$覆盖FBPP重建相当的图像。这些存在噪声的性能进行了分析。这些算法即使在$200^{\circ}$的角度覆盖下也能够重建几乎无失真的复杂图像。
2016-05-05 physics.med-ph physics.optics
Phase retrieval without prior knowledge via single-shot Fraunhofer diffraction pattern of complex object
夫琅和费衍射是一种众所周知的现象，即使没有透镜，也可以在大多数波长下实现。单次衍射强度测量通常被认为不足以重建原始光场，因为丢失的相位部分是逆变换所不可缺少的。相位恢复通常通过两种方式进行：先验知识或多个不同的测量。然而，先验知识适用于某些类型的对象，而多个测量是困难的短波长。在这里，通过引入非正交测量通过高密度采样方案，我们证明了一个单次拍摄的复杂物体的夫琅和费衍射图案是足够的相位恢复。仿真和实验结果都证明了该方案的可行性。复杂目标的重建可以揭示深度信息或折射率信息，在大多数情况下可以实现单炮测量。它们的结合将拓宽相干衍射成像的应用领域。
2019-11-30 eess.IV physics.optics
SPRING: an effective and reliable framework for image reconstruction in single-particle Coherent Diffraction Imaging
针对相干衍射成像中相位丢失问题，提出SPRING框架，采用Memetic相位恢复方法，在SwissFEL和European XFEL实验数据上测试，展现优异稳定性及复杂条件处理能力，开源后为领域提供参考工具。
2025-03-05 cond-mat.mes-hall physics.atm-clus physics.comp-ph
Using Automatic Differentiation as a General Framework for Ptychographic Reconstruction
相干衍射成像方法使得成像能够超过透镜施加的分辨率限制。在这些方法中，可以通过使误差度量最小化来恢复对象，该误差度量量化所观察到的衍射图案与从对象的当前猜测计算的衍射图案之间的差异。有效的最小化方法需要对误差度量的导数进行分析计算，这并不总是简单的。这限制了我们探索基本成像方法变化的能力。在本文中，我们建议用自动微分方法代替解析导数表达式，从而我们可以通过仅指定基于物理的实验前向模型来实现对象重建。我们证明了所提出的方法的一般性，通过简单的对象重建各种复杂的重叠关联的实验模型。
2019-05-21 eess.IV physics.optics
Three-Dimensional Optical Diffraction Tomography with Lippmann-Schwinger Model
成像模态的广泛类别涉及逆散射问题的分辨率。其中，三维光学衍射层析成像（ODT）有其自身的挑战。这些包括有限的视野范围、相对于照明波长的大尺寸样品以及系统本身固有的光学像差。在这项工作中，我们提出了一个准确和有效的实现的前向模型。它依赖于精确的（非线性）李普曼-施温格方程。我们解决了几个关键问题，如格林函数的离散化，远场的计算，入射场的估计。然后，我们将此模型部署在正则化变分重建框架中，并在模拟和真实数据上显示，它比传统上用于ODT的近似模型能够更好地重建。
2019-10-29 eess.IV physics.optics
Image Scanning Microscopy Reconstruction by Autocorrelation Inversion
针对图像扫描显微镜（ISM）四维数据集的超分辨重建问题，提出一种基于自相关反演的新方法，无需PSF先验即可提升分辨率，重建质量优于自适应像素重分配（APR）方法。
2024-04-13 physics.app-ph physics.comp-ph physics.optics
Three-dimensional structure from single two-dimensional diffraction intensity measurement
传统的三维（3D）成像方法需要在不同取向或扫描中对样品进行多次测量。当用相干波探测样品时，单个二维（2D）强度测量是足够的，因为它包含3D样品分布的所有信息。我们展示了一种方法，允许从一个单一的2D强度测量的3D样品分布的重建，在z分辨率超过经典的限制。该方法可以是实用的辐射敏感材料，或在实验设置只允许一个强度测量。
2022-01-23 cond-mat.mes-hall eess.IV physics.comp-ph
Combining optical diffraction tomography with imaging flow cytometry for characterizing morphology, hemoglobin content, and membrane deformability of live red blood cells
本文改进光学衍射层析成像与成像流式细胞术中红细胞旋转角估计，实现健康及戊二醛处理红细胞的三维重建，可定量形态、血红蛋白和膜波动变化。
2023-09-26 physics.med-ph physics.optics
Ptychographic reconstruction with wavefront initialization
X射线重叠关联成像是一种提供超高空间分辨率的尖端成像技术。在重叠关联成像中，相位恢复，即，通过利用包含在利用重叠照明测量的衍射图案中的信息的冗余，能够从仅强度测量中恢复复值信号。对于样本是相当大的比探针，我们表明，在迭代过程中，大量的信息必须从样本的边缘传播到中心。这构成了使用平坦初始化的算法的重建速度的固有限制。在这里，我们的实验表明，一个相当大的提高计算速度，可以实现通过利用低分辨率的样品波前检索从测量的衍射图案作为初始化。此外，我们表明，这种方法避免了由于强相位梯度的相位奇异性文物。波前初始化在计算上是快速的并且与非大体积样本兼容。因此，所提出的方法是很容易适应既定的重叠关联重建算法，这意味着广泛的使用。
2022-05-22 cond-mat.mtrl-sci eess.IV physics.optics
Efficient Inversion of Multiple-Scattering Model for Optical Diffraction Tomography
École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
本文提出基于非线性Lippmann-Schwinger模型的高效反演方法，通过显式推导雅可比矩阵公式，提升数据保真度梯度计算效率，适用于稀疏约束下的反散射问题求解。
2017-08-31 cs.CE cs.NA math.NA
Diffractive shear interferometry for extreme ultraviolet high-resolution lensless imaging
我们展示了一种新的成像方法和相关的重建算法的远场相干衍射成像的基础上测量的一对横向剪切衍射图案。与传统的相干衍射成像方法相比，从这样的测量中检索的差分相位轮廓导致改进的重建精度、增加的抗噪声鲁棒性和更快的收敛。我们测量横向剪切衍射图案使用傅里叶变换光谱与两个锁相脉冲对从高次谐波源。使用这种方法，我们证明了光谱分辨成像在28和35 nm之间的极紫外波长。
2018-02-22 physics.optics
Femtosecond self-diffraction as a measure of the nonlinear response spectrum
Università degli Studi dell’Aquila（阿奎拉大学）；Elettra-Sincrotrone Trieste S.C.p.A.（的里雅斯特电子同步加速器公司）；Lausanne Centre for Ultrafast Science (LACUS), ISIC-FSB, Ecole Poleytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院ISIC-FSB超快科学中心）；CNR-SPIN（意大利国家研究委员会自旋物理研究所）
本研究利用飞秒脉冲激光在染料溶液中产生的自衍射信号测量电子三阶非线性极化率光谱，验证了低吸收薄样品条件下信号可复现其光谱轮廓，为宽谱、多材料的束缚电子非线性响应测量提供了可行方法。
2025-10-29 physics.optics
Single spin stochastic optical reconstruction microscopy
我们的实验表明，通过结合光学显微镜和自旋共振技术的单量子发射器的精确寻址。为此，我们利用氮空位（NV）的颜色中心的钻石限制在几十纳米的单独可分辨的量子系统。通过开发一个随机光学重建显微镜（STORM）技术的NV中心，我们能够同时进行子衍射极限成像和光学检测的自旋共振（ODMR）测量NV自旋。这允许以纳米级分辨率将自旋共振光谱分配给各个NV中心位置，从而进一步提高空间分辨力。例如，我们通过光谱分辨了以前无法区分的发射体。此外，ODMR光谱包含计量信息，其允许例如具有固有并行数据采集的磁场或电场的亚衍射极限感测。作为一个例子，我们已经检测到纳米级精度的核自旋。最后，我们展望了这种技术如何发展成为一个完全并行的量子传感器，用于离域量子关联的纳米分辨率成像。
2014-04-05 physics.optics quant-ph
Numerical methods for phase retrieval
Technion — Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
针对傅里叶变换幅度重建信号（相位恢复）问题，提出基于连续优化的高效方法，通过近似已知傅里叶相位条件实现快速鲁棒重建，速度比混合输入输出（HIO）方法快数个数量级，并扩展至全息术和干涉测量。
2012-03-11 astro-ph.IM cs.NA math.NA
Depth-resolved Laue microdiffraction with coded-apertures
我们介绍了一种快速的数据采集和重建方法来成像材料的晶体结构和相关的应变和取向在微米分辨率使用劳厄衍射。我们的方法依赖于扫描编码孔径的衍射X射线光束从宽带照明，和重建算法来解决劳厄微衍射图案作为沿入射照明路径的深度的函数。这种方法提供了一个快速访问完整的衍射信息在亚微米体积元素在散装材料。在这里，我们提出的理论以及这种成像方法的实验验证。
2022-09-13 cond-mat.mtrl-sci eess.SP physics.optics
