Autocorrelations of random fractal apertures and phase screens
我们引入了一个新的产品表示一般随机二进制分形孔径定义从欧几里德空间中删除空隙，并使用它来推导出一个简单的封闭形式的表达式，整体平均相关。在短距离下的幂律缩放几乎立即发生。类似的技术为相位屏和其他应用提供了具有分数布朗短距离行为的物体的简单构造。
2016-12-14 physics.optics
Synthetic-Aperture Super-Resolution Imaging via Spatial-Frequency Shift in Near-Field Diffraction
School of Electronic Science and Engineering, Southeast University（东南大学电子科学与工程学院）；School of Optoelectronic Engineering, Henan Normal University（河南师范大学光电工程学院）；School of Computer and Electronic Information, Nanjing Normal University（南京师范大学计算机与电子信息学院）；Yangzhou Jinghong Laser Technology Co., Ltd.（扬州景弘激光技术有限公司）
提出一种基于旋转光栅的合成孔径超分辨方法，通过多方向成像拓宽空间频率覆盖，结合物理先验引导的多通道深度学习网络融合图像，仅用三个方向即以λ/3.9分辨率重建物体。
2026-09-22 physics.optics
Diffraction of an Off-axis Vector-Beam by a Tilted Aperture
从实验和理论上研究了径向偏振矢量光束经离轴倾斜光阑衍射时轨道角动量诱导效应的表现。进行了实验，以提取的圆偏振度，这被证明是成比例的自旋角动量密度的轴上分量。我们报告了一个明确的分离区域的右和左圆极化分别与积极和消极的拓扑电荷，这是让人想起标准的涡旋引起的横向位移，虽然在衍射的情况下。实验结果得到了模型模拟的支持，一致性是相当令人满意的。结果是有用的，以了解轨道轨道相关的影响，由于不可避免的失调问题（特别是涡旋光束）。
2022-04-27 physics.optics
Dynamic transition between Fresnel and Fraunhofer diffraction patterns - a lecture experiment
本文提出了一种简单的菲涅耳衍射区和夫琅禾费衍射区之间动态过渡的方法。在不同的孔径上进行实验，并在屏幕和孔径之间的不同距离处拍摄衍射图案。在实验装置中引入发散透镜以提供放大的菲涅耳衍射图案。菲涅耳和夫琅禾费衍射图案和它们之间的动态过渡可以很容易地在几米的距离上获得，这给了一个机会，使用我们的装置作为一个讲座实验。本文给出了正方形光阑过渡的照片，并进行了讨论。
2009-04-22 physics.optics
Advanced Optics Experiments Using Nonuniform Aperture Functions
描述了一种使用空间频率滤波来创建有指导意义的非均匀孔径函数的方法。来自菲涅耳极限中的单缝的衍射和来自夫琅和费极限中的双缝的干涉被空间滤波以产生跨越孔径的电场分布，从而产生变迹、逆变迹或超分辨率，以及具有跨越其宽度的相移的孔径。测量和计算了这些孔径函数的衍射效应。实验结果和计算结果之间的良好的协议，使实验理想的使用在一个先进的本科生或研究生光学实验室，以说明实验中的几个影响傅立叶光学。
2012-07-19 physics.optics
Complex far fields and optical singularities due to propagation beyond tight focusing: combined effects of wavefront curvature and aperture diffraction
本文通过模拟与实验研究紧聚焦后准直过程中波前曲率与孔径衍射共同导致的复杂远场和光学奇点，证明这些偏差本身具有基础光学研究价值，并提出减少偏差的方法及未来研究方向。
2024-06-06 physics.optics
Optimizing Coded-Apertures for Depth-Resolved Diffraction
本研究针对微尺度同步辐射衍射成像需求，通过分析孔径特性、开展数值与同步辐射实验，优化编码孔径设计以实现晶体样本的深度分辨微衍射分析，为该领域发展提供关键参考。
2024-05-21 eess.SP physics.optics
Diffraction by a small aperture in conical geometry: Application to metal coated tips used in near-field scanning optical microscopy
从理论上研究了光通过圆锥形金属屏顶点处亚波长光阑的衍射问题。多极场展开的基础上开发的方法来解决麦克斯韦方程组解析使用的边界条件适用于圆锥形的几何形状和有限的电导率的一个真正的金属。详细讨论了衍射场的拓扑性质，并与平板屏小孔衍射场的拓扑性质作了比较。e.贝特的问题该模型适用于涂层，圆锥锥形光纤尖端，用于近场扫描光学显微镜。它表明，这样的提示行为在很大一部分的空间像一个简单的组合，位于顶点平面（电偶极子和磁偶极子平行于入射场在顶点），其确切的表达式被确定的两个有效的偶极子。然而，在P平面的大的“向后”发射-一个突出的实验事实，至今仍无法解释-在我们的分析，超越了双偶极子近似恢复。
2010-02-12 physics.optics
Generalized vibration curves for apodization and super-resolution in far-field diffraction
University of Houston（休斯顿大学）
将振动曲线推广到连续、单调、对称的非均匀孔径函数，直观展示切趾与超分辨的远场衍射机制，并揭示一阶衍射零点处的相量旋转特征。
2026-06-26 physics.optics
Extension of Bethe's diffraction model to conical Geometry: application to near field optics
在近场扫描光学显微镜中使用的涂层锥形光纤尖端的辐射区，研究了Bethe双偶极子模型的一般性，通过一个亚波长孔在导电平面中的光衍射。为了从理论上描述针尖的角辐射功率，我们提出了一个简单的，小孔径（半径< 40 nm）的多极展开的基础上的分析模型。我们的模型能够重现现有的实验结果。它证明相对不敏感的锥角和孔径半径，并包含，作为第一近似，经验的两个偶极子模型提出较早。
2010-02-04 physics.optics
Digital autofocusing of a coded-aperture Laue diffraction microscope
为了提供最佳的深度分辨率与编码孔径劳厄衍射显微镜，编码孔径的准确位置和它的扫描几何形状需要知道。然而，由于涉及大量参数，通过试错法找到几何形状是一个耗时且通常具有挑战性的过程。在本文中，我们提出了一种优化的方法来自动化的聚焦过程后，数据收集。我们证明了所提出的方法的鲁棒性和效率与实验数据在同步加速器设施。
2023-02-01 eess.IV physics.optics
Diffraction of waves by screens (apertures in screens) with time-varying dimensions. Time-varying Kirchhoff's integral representation for moving boundaries
本文研究了电磁波在时变尺度屏（屏中的孔）上的衍射。得到了这种情况下的广义矢量基尔霍夫表示。它还表明，与精度高达v/c<<1的数量级的条款，散射波和瞬时功率的表达式可以从一个固定的情况下，通过取代屏幕尺寸的时间相关的参数（例如，时间相关的半径）为屏幕尺寸的常数参数（例如，屏幕半径）出现在描述静止情况的公式中。
2015-04-08 physics.optics physics.plasm-ph
The broadband pulse diffraction on a half-plane screen and caustic
超短脉冲的衍射改变了其空间和时间结构，这对于利用超短脉冲进行多信道通信和定位至关重要。本文讨论了两个一般性问题：平板吸收屏边缘的衍射和简单焦散线附近的场，讨论了宽带脉冲的演化特征。在频谱和时间域中的屏幕后的脉冲场的空间分布的基本方程制定。对不同波形的脉冲衍射进行了计算，并对结果进行了比较。我们得到了任意初始形式的脉冲场在焦散点附近的积分表示，并对不同波形的结果进行了分析。
2015-10-22 physics.optics
Proper scaling for triangular aperture in OAM measurement
用于通过衍射测量光的轨道角动量（OAM）的标准三角形孔径通常具有固定且有限的半径R。这具有关键问题，因为对于OAM光束的增加的拓扑电荷m，光束的半径r也增加。在这里，我们通过实验证明了我们的假设。我们使用一个动态的三角形光圈，可以编程为具有不同的特征R，以吸收各种OAM值的光束。通过对二维关联衍射图样的分析，我们找到了R的最小界。对于空间光调制器中的恒定初始束腰w和孔径系统的恒定位置z，我们发现孔径的半径对于每个m值是唯一的。有趣的是，这个R根据文献报道的光束的均方根半径进行缩放。我们还表明，与较大的孔径，可以看到的拖尾效应，在衍射图案，成为一个挫折上辨别条纹的拓扑电荷值的测量，从而光的OAM。如果需要对光的OAM进行精确测量，则需要采用该限制。
2019-03-22 physics.optics
Paraxial Sharp-Edge Diffraction: A General Computational Approach
在傍轴近似下，提出了经典锐边衍射理论的一个一般性的修正形式。庞加莱矢量势的构造并不为人所知，它直接应用于菲涅耳的二维积分中，以便将其转换为孔径边界上的一维等值线积分。从最近发展的BDW理论的傍轴修正，这种方法可以适用于任意形状的尖锐边缘的平面孔入射到任意波场分布。一对夫妇有趣的例子所提出的方法的应用。
2022-04-12 physics.optics
Diffraction as scattering under the Born approximation
光在孔径处的衍射是光学中引起极大兴趣的基本问题。一些最重要的衍射结果是菲涅耳-基尔霍夫和瑞利-索末菲公式。这些理论基于使用格林定理求解波动方程，并根据所采用的特定边界条件产生略有不同的表达式。在本文中，我们提出了另一种方法来解决衍射薄屏幕，其中包括孔，光栅，棱镜等，我们表明，应用一阶玻恩近似的二维物体，我们得到了一个一般的衍射公式，没有角近似。我们讨论了几个常见的近似，并把我们的结果在现有的理论的背景下。
2021-04-10 physics.optics
Monte Carlo Ray-Trace Diffraction Based On the Huygens-Fresnel Principle
这项工作的目标是建立条件和限制下，惠更斯-菲涅耳原理准确地描述在蒙特卡洛光线跟踪环境中的衍射。这一目标是通过专门的实验，理论和数值结果的系统相互比较来实现的。我们通过预测和仔细测量单缝和圆孔产生的衍射条纹来评价惠更斯-菲涅耳原理的成功。然后，我们将分析和数值方法的结果相互比较，并与专用的实验结果进行比较。我们的结论是，使用MCRT方法来准确地描述衍射需要仔细注意的孔径点的数量，每个孔径点跟踪的光线的数量，和屏幕上的箱数之间的相互作用。这一结论得到了标准统计分析的支持，包括调整后的决定系数、均方根偏差和减少的卡方统计量。
2018-02-24 physics.optics
Truncated triangular diffraction lattices and orbital-angular-momentum detection of vortex SU(2) geometric modes
本文首次报道了SU（2）几何模的三角形光阑截断衍射，并提出了一种探测SU（2）波包复杂轨道角动量的方法。作为一种特殊的涡旋光束，非平面SU（2）模具有特殊的光强和OAM分布，在截断衍射晶格中产生奇异的图样。通过调整部分OAM区域附近的照明孔径，揭示了该模型的网状结构，并通过计算网格中的黑洞数目，精确地计算了SU（2）波包的部分拓扑荷和OAM.此外，通过控制中心区域孔径的大小和位置，可以使截断三角形点阵接近经典的点阵列点阵，用于测量中心OAM。这些效应得到了理论模拟的充分验证，极大地扩展了特殊光束拓扑结构检测的通用性。
2018-08-30 physics.optics
Takagi-Taupin Description of X-ray Dynamical Diffraction from Diffractive Optics with Large Numerical Aperture
我们提出了一个形式主义的X射线动态衍射从体衍射光学与大数值孔径和高纵横比，在一个类似的Takagi-Taupin方程的应变单晶。本文导出了体衍射光学系统的动态衍射基本方程组，使我们能够研究具有不同光栅轮廓的体衍射光学系统的聚焦特性。我们研究了满足布拉格条件的不同程度的体衍射光学，即平面，倾斜和楔形几何形状，并推导出最终聚焦所需的弯曲几何形状。我们表明，弯曲的几何形状满足布拉格条件无处不在和相位点聚焦的要求，并有效地聚焦硬X射线的尺度接近的波长。
2007-04-30 physics.class-ph physics.optics
Diffraction of a partial temporal coherent beam from a single-slit and a circular aperture
我们将单缝和圆孔的弗兰霍夫衍射的概念推广到部分时间相干和准单色光的情况。解析地研究了这个问题，并研究了相干长度对衍射图样的影响。在这种情况下，辐照度的远场分布取决于新引入的参数（退相干参数），该参数控制衍射图案与通常的衍射图案的偏差。给出了时间退相干对远场辐照度分布的修正。数值研究了退相干参数对远场衍射图样的影响。在单个狭缝的情况下，在中心峰中没有明显的偏差，但是在更高阶的衍射中，偏差变得明显。对于圆孔，只要退相干参数大于1，光束的退相干效应会影响衍射分布，一级衍射图样会减小，随着退相干参数的增大，一级衍射图样会逐渐消失。
2019-02-24 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Diffraction-limited operation of micro-metalenses: fundamental bounds and designed rules for pixel integration
本文研究了微金属透镜在衍射极限下的操作，揭示了小像素尺寸下衍射限制对性能的影响，并提出了优化微型光学超材料性能的设计规则。
2025-10-05 physics.optics
Explicit derivation of the Fraunhofer diffraction formula for oblique incidence
本文对斜入射瑞利-索末菲标量衍射进行了解析研究。本文详细推导了平面标量波斜入射到各种孔径上的夫琅禾费衍射公式，如单缝、圆孔和衍射光栅。在瑞利索末菲标量衍射理论的背景下，这样的推导将是重要的光学本科课程。
2021-10-21 physics.gen-ph physics.optics
Far-field Imaging beyond the Diffraction Limit Using a Single Radar
在各种成像应用中，超过衍射极限的远场成像是一个长期追求的目标，这通常需要天线阵列或机械扫描。在这里，我们提出了一种替代和新颖的概念，这个具有挑战性的问题：一个单一的雷达系统组成的时空谐振孔径天线（称为奴隶天线）和宽带喇叭天线（称为主天线）。我们从理论上证明了这种谐振孔径天线负责将部分倏逝波转换为传播波，并将它们传递到远场。我们还证明了所提出的亚波长成像策略有三个基本要求：强时空色散孔径，近场耦合，和时间（或宽带）照明。这种单雷达成像的概念提供了独特的能力，当物体被宽带电磁波照射时产生实时数据，这显著地提升了诸如近场扫描、机械扫描或天线阵列的苛刻要求。我们期望这种成像方法将在微波、太赫兹、光学和超声领域的超分辨率成像中取得突破。
2014-06-09 physics.optics
Diffraction radiation from a screen of finite conductivity
对于带电粒子垂直于具有任意电导率和频散的有限薄屏运动时出现的衍射辐射问题，已找到了一个精确解。得到了衍射和切伦科夫发射机制的光谱角前向和后向辐射密度的表达式。
2010-02-08 physics.class-ph physics.optics
Synthetic aperture phase imaging of second harmonic generation field with computational adaptive optics
本文提出基于合成孔径傅里叶全息显微与计算自适应光学的SHG场超分辨定量相位成像方法，可在强散射和复杂像差下突破阿贝衍射极限，并在斑马鱼肌肉组织中实现深层成像验证。
2023-04-27 physics.optics
Diffraction as a Consequence of Faraday's Law
本文考虑线偏振电磁波入射到具有边a为正方形孔径的不透明屏上。法拉第定律应用于平行于屏幕的回路，在远离源的一侧，表明波必须有纵向分量。纵向场与横向场之比是衍射角的量度。
2000-04-10 physics.optics
Construction of white-light holographic screens
在本文中，我们描述了一个设置用于记录的两种类型的全息屏幕，可用于白光应用。我们展示了如何获得全息屏幕的面积高达1370平方厘米，衍射效率为17%。我们分析了全息屏幕在其相关方面的焦距，理论方法，尺寸和衍射效率指定时，每种类型是适合于特定的应用。
2010-04-23 physics.optics
Three-dimensional optical diffraction tomographic microscopy with optimal frequency combination with partially coherent illuminations
我们展示了一个三维（3D）光学衍射层析技术与最佳频率组合（OFC-ODT）的三维定量相位成像的未标记的标本。在一个环形孔径和两个圆形孔径下，利用不同的相干参数，分别拍摄了三组离焦光强图像。将对应于不同照明孔径的3D相位光学传递函数（POTF）相结合以获得最佳合成的频率响应，从而实现高质量、低噪声的3D重建，其成像分辨率高达非相干衍射极限。此外，还对环形照明的三维成像性能进行了研究，推导并分析了任意照明光瞳下的三维POTF表达式。结果表明，通过引入一个互补环形光阑，可以有效地解决高数值孔径条件下的相衬冲刷效应，从而大大提高了相衬度，提高了实际成像分辨率。为了测试所提出的OFC-ODT技术的可行性，三维折射率重建结果的基础上，一个模拟的三维分辨率的目标和实验研究的微聚苯乙烯珠和未染色的生物样品。由于其高分辨率的3D相位成像能力以及与广泛使用的商业显微镜的兼容性，OFC-ODT有望在生物和生物医学研究中找到多方面的应用。
2018-03-03 physics.bio-ph physics.optics
Super-resolution and non-diffraction longitudinal polarized beam
提出了一种产生亚波长（0.43 λ）纵向偏振光束的方法，该光束在自由空间中传播时不发散，长度约为4 λ。这是通过控制高数值孔径聚焦透镜孔径上贝塞尔-高斯场的振幅、相位和偏振特性来实现的。
2007-09-18 physics.optics physics.pop-ph
Discretization of Annular-Ring Diffraction Pattern for Large-Scale Photonics Beamforming
提出了一种用于集成光子平台的基于圆环衍射图样的固态有源波束形成器。这种圆形对称的环形孔实现了辐射元件限制的FOV。此外，它表明，一个多圆环孔与一个固定的线密度的元素保持了光束效率为更大的孔径，同时减少了波束宽度和旁瓣电平（SLL）。在标准光子学工艺中实现了具有主动波束形成的255单元多圆环OPA。510相位和幅度调制器使用该孔径实现波束成形和波束转向。行-列驱动方法将所需的电驱动器减少了5倍以上。
2021-09-10 cs.SY eess.SY physics.app-ph
Wide angle near-field diffraction and Wigner distribution
自由空间的传播可以描述为维格纳分布函数在空间坐标中的剪切;这种剪切在近轴近似下是线性的，但在广角传播时呈现出更复杂的形状。频域中的积分允许确定近场衍射，当考虑小角度时导致众所周知的菲涅耳衍射，并且允许精确预测广角衍射。作者使用这种技术来证明倏逝波的形成和衍射消除非常小的孔径。
2003-05-08 physics.optics
On a link between kernel mean maps and Fraunhofer diffraction, with an application to super-resolution beyond the diffraction limit
我们建立了傅立叶光学和最近从机器学习社区称为内核平均映射的建设之间的联系。使用Fraunhofer近似，它识别与孔径的平方傅里叶变换的内核。这允许我们使用关于核平均图的可逆性的结果来提供关于夫琅禾费衍射的可逆性的陈述，表明具有任意小孔径的成像过程原则上可以是可逆的，即，不丢失信息，只要要成像的对象满足一般条件。一个真实世界的实验表明，我们可以超分辨率超过瑞利极限。
2013-03-01 physics.optics stat.ML
Fourier Synthetic Aperture-based Time-resolved Terahertz Imaging
本研究提出一种基于傅里叶合成孔径的时间分辨太赫兹成像方法，通过多角度脉冲照明与时间域光谱技术获取高空间频率，突破瑞利衍射极限，实现半透明复杂样品的亚波长分辨率高光谱成像。
2024-10-04 physics.optics
Analytical Boundary-Based Method for Diffraction Calculations
本文提出一种计算光束通过光阑衍射效应的简单方法。它遵循Miyamoto和Wolf的著名方法，但更简单，不会导致奇点。由此表明，在近场区域，即，在短的传播距离上，大多数结果取决于光束在孔径边界处的场的值，使得有可能以边界上的简单轮廓积分的形式导出衍射效应。对于制服，即，平面波入射时，围道积分能准确地预测衍射效应。分析方法和全数值解的比较表明，它们之间的高度准确的协议。
2019-12-11 physics.class-ph physics.optics
An analytically simple and computationally efficient Gaussian beam mode-decomposition approach to classical diffraction theory
本文提出了一种计算光束经光阑衍射的高斯光束模式分解方法。这种方法提供了一种完全不同的方法来研究经典问题。虽然我们的方法是基于一个非常简单的设置，它是令人惊讶的有效。我们验证我们的方法通过比较其结果与基尔霍夫的全衍射公式。我们的方法不仅有一个简单而有组织的分析框架，它还提供了显着的计算优势。
2018-10-16 physics.optics
Diffraction in Time: An Exactly Solvable Model
近年来，由于其独特的适用于高精度测量和量子理论的基础方面的研究，物质波干涉术引起了越来越多的关注。物质波的衍射和干涉不仅可以在空间孔径（如屏幕边缘、狭缝或光栅）处观察到，而且可以在时域孔径（如吸收屏障或“快门”，其被周期性地打开和关闭）处观察到。后一种类型的波现象通常被称为“时间衍射”。在这里，我们介绍了一个通用的，精确可解的衍射模型的时间。它描述了任意初始量子态在含时吸收势垒存在下的时间演化，受任意孔径函数支配。我们的研究结果使衍射和干涉图案在各种各样的设置的定量描述，并可用于设计新的原子和分子的衍射和干涉实验。
2013-04-19 math-ph math.MP physics.optics
Airy beams on incoherent background
我们提出了一类无衍射的部分相干光束，其中每个成员是由一个有限的权力，非加速艾里隆起居住在一个统计均匀的，高斯相关的背景。我们研究自由空间传播的软光圈实现的建议的光束，并表明它们的演变是由两个空间尺度：背景和孔径大小的相干宽度。这些因素的相对大小决定了传播距离的实际范围，在该范围内，新光束可以承受衍射。该光束可以应用于成像和通过随机介质的光通信。
2021-06-12 physics.optics
Ultrafast Large Area Micropattern Generation in Non-absorbing Polymer Thin-Films by Pulsed Laser Diffraction
我们报道了一种超快，平行和超越主微图形技术的非吸收聚合物薄膜（30 nm-400 nm）的激光衍射通过二维周期性光圈。由基底吸收的激光能量的重新分布导致聚合物薄膜的自组织，其形式为由薄膜的局部熔化和凝固引起的褶皱状表面浮雕结构。与传统的激光烧蚀和激光写入工艺不同，采用低激光能量密度仅被动地使聚合物溶胀作为预烧蚀工艺，而没有材料损失，并且没有与入射辐射的吸收/反应。在衍射图案的辅助下，薄聚合物膜中的自组织产生由细凸起线组成的微结构。这些规则的微结构具有比掩模几何形状复杂得多的形态和可以比掩模中的开口小一个数量级的非常窄的线宽。通过改变膜厚度、孔径尺寸和几何形状以及通过改变衍射图案，通过改变孔-基底距离。
2011-01-27 cond-mat.soft physics.optics
Pseudoscopic Imaging by Means of a Holographic Screen
通过将衍射编码图像投影到衍射屏幕上来获得伪视放大图像
2013-05-16 physics.optics
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
Optical vortex trajectory of the edge-diffracted single-charged Laguerre-Gaussian beam
本文研究了单束带电拉盖尔-高斯光束的束腰外边缘衍射。基于基尔霍夫-菲涅耳积分，分析了屏幕直边连续阻挡光束时光学涡旋的迁移行为。揭示了确定OV螺旋轨迹形状的衍射光束参数的普遍组合。导出了描述OV位错随束流屏蔽度变化的参数方程。此外，螺旋轨迹，它描述的情况下，屏幕边缘的入射光束的衍射扰动的条件下，通过运动的OV位置，得到。结果表明，在光束参数变化一定的区间内，选择衍射扰动范围较宽的方程作为最佳匹配函数。为解决衍射反问题：由光涡旋的迁移轨迹确定光束与障碍物衍射相互作用的参数奠定了基础。
2020-11-08 physics.optics
Vectorial structure of a hard-edged-diffracted four-petal Gaussian beam in the far field
基于矢量角谱法和稳相法，利用圆孔函数可以展开为复高斯函数的有限和这一事实，导出了四瓣高斯光束经圆孔衍射后远场的解析矢量结构。研究了能流分布和孔径引入的衍射效应，并用图形说明。此外，还详细讨论了f参数和截断参数对非傍轴性的影响。此外，当截断参数趋于无穷大时，本文所得到的解析公式可以退化到无孔情况。这一工作有助于加深对FPGB经圆孔衍射的矢量特性的理解。
2010-04-27 physics.optics
Controllable localization and manipulation of optical hollow traps by means of optical-vortex diffraction
Chernivtsi National University（切尔诺维茨国立大学）；Physics Research Institute, Odesa I.I. Mechnikov National University（敖德萨伊.I.梅奇尼科夫国立大学物理研究所）；Nankai University（南开大学）
研究通过光学涡旋衍射实现光学空心陷阱可控定位与操纵，基于入射LG光束模型，通过改变屏幕边缘位置控制衍射场中OV核心位置，可实现亚纳米精度运动，分析了相关影响因素及微物体捕获操纵的有利条件。
2026-10-20 physics.optics
Theory of surface plasmon generation at nanoslit apertures
在这封信中，我们研究了金属屏中单个亚波长狭缝对光的光的散射。在以前的理论工作相比，我们提供了一个微观描述的散射过程，强调在狭缝孔径的表面等离子体激元的产生。支持分析的是一个严格的形式主义的基础上的正常模式分解技术和半解析模型，它提供了精确的公式的等离子体激元生成强度。生成被证明是相当有效的金属与低电导率，如黄金在可见光范围内。通过与最近的实验数据[H. F. Schouten等人，物理修订版信函94，053901（2005）]。
2005-12-22 physics.optics
Anomalous light absorption around subwavelength apertures in metal films
在这项工作中，我们研究了金属屏蔽中的隔离亚波长孔径散射的电磁场在金属表面的散热。与我们通常认为的由本地源产生的波的强度应该随着与源的距离而减小相反，我们揭示了在表面处的耗散热在几十个波长的宽空间间隔内保持恒定。这种行为发生在贵金属在近红外波长观察到非侵入式热反射测量和分析的分析模型，强调了复杂的角色所发挥的准柱面波的现象。此外，计算结果表明，吸收平台是一个固有的属性，发生在各种各样的拓扑结构，无论孔径形状。
2014-01-09 physics.optics
Scalar Diffraction Analysis Of Dispersion In Low-Index Thin Flat Lenses
采用标量衍射和时域有限差分法分析了低折射率薄透镜的色散特性。我们用这些方法得到的色散结果与报道的实验结果以及衍射透镜焦距f与波长λ的函数关系式f（λ）=（f_0 λ_0）/λ（其中f_0是波长λ_0的设计焦距）进行了比较。我们表明，当解析公式被应用到薄的平面透镜与低折射率，结果是准确的小数值孔径（NA）高达0.2。对于较大的NA，解析近似和FDTD分析之间的误差保持在8%左右，在很宽的NA范围。
2022-04-25 physics.optics
Plasmonic nano-aperture label-free imaging
通过远场光学显微镜对纳米颗粒进行无标记观察是具有挑战性的，因为它们散射或吸收光的能力随着尺寸的减小而显著减小。表面等离子体共振（SPR）和局域表面等离子体共振（LSPR）成像已经显示出前景和各自的局限性。例如，在SPR成像中实现衍射极限分辨率是具有挑战性的;其折射率灵敏度不像期望的那样局部化。LSPR成像通常在稀疏贵金属纳米结构上与暗场显微镜一起使用，导致低光通量和不完整的成像。在这里，我们展示了超近场折射率调制等离子体纳米孔径无IAbel成像（PANORAMA），解决了SPR和LSPR成像的现有问题。PANORAMA产生衍射限制的横向分辨率，与SPR相比具有更高的表面灵敏度。它的系统配置与标准明场显微镜相同，使用透照式卤钨灯代替激光或其他高强度光源。此外，PANORAMA通过实现具有大成像填充因子的密集采样来解决LSPR成像中的稀疏采样问题。与暗场显微镜相比，明场方法提供更高的光通量。总的来说，我们的技术可以提供横向和纵向的全景图，克服了SPR和LSPR成像的成像深度不足以及LSPR成像的横向采样不足。我们已经证明，PANORAMA可以将单个纳米颗粒的大小降低到25 nm，对簇中的单个纳米颗粒进行计数，并动态监测接近等离子体表面的单个纳米颗粒，直至毫秒级。PANORAMA在外来体和病毒的单一生物纳米颗粒分析中具有潜在的用途。
2020-10-06 physics.optics
Light diffraction from a phase grating at oblique incidence in the intermediate diffraction regime
我们实验表征的位置的相位光栅在屏幕上的衍射最大值，激光在斜入射（所谓的离面衍射或锥形衍射）。我们讨论了离面衍射几何形状的一般情况下，并推导出基本方程的衍射最大值的位置，特别是它们的角度依赖性。与先前报道的工作[Jetty等人，Am. 80，972（2012）]，我们的推理仅基于能量和动量守恒。我们发现我们的理论预测与实验吻合得很好。提供了衍射最大值位置、衍射阶数和衍射效率的详细讨论。我们评估的可行性实验测试的现象，中子物质波。
2020-09-23 physics.optics
Efficient high-order accurate Fresnel diffraction via areal quadrature and the nonuniform FFT
我们提出了一个快速算法计算衍射场从任意二元（锐边）平面孔径和掩模标量菲涅耳近似，高达适度高菲涅耳数（$\lesssim 10^3$）。它使用高阶面积正交的孔径，然后利用一个单一的二维非均匀快速傅立叶变换（NUFFT），以评估迅速在目标点（顺序$10^7$这样的点每秒，独立于孔径的复杂性）。因此，它结合了边缘积分方法的高精度和傅立叶方法的高速度。它的代价是${\mathcal O}(n^2 \log n)$，其中$n$是源平面和目标平面中所需的线性分辨率，用于与边缘积分方法的${\mathcal O}(n^3)$进行比较。在几种孔径形状的测试中，这转化为2到5个数量级的加速度。在系外行星天文学的星罩建模中，我们发现它在精确计算望远镜瞳孔波前集方面比现有技术快大约$10^4 \times$。我们提供了一个文档化的、经过测试的MATLAB/Octave实现。附录显示了边界衍射波，角积分，线积分公式的数学等价性，然后分析了一个新的非奇异的重新制定，消除了他们的共同困难的几何阴影边缘附近。这提供了一个强大的边缘积分参考，以验证主要建议。
2020-12-16 astro-ph.IM cs.NA math.NA
Diffraction-free subwavelength-beam optics
衍射是光传播的基本性质。由于这一现象，光通过亚波长狭缝时会向各个方向衍射，这就对光束在离孔径一定距离处的横向尺寸施加了基本限制。我们表明，一个亚波长大小的光束传播没有衍射展宽可以产生在自由空间中的建设性干涉各自的高折射率波导的菲涅耳源的多个光束。此外，它表明，这样的源不仅可以构造为连续波，但也为超短（近单周期）脉冲。结果从理论上证明了无衍射亚波长束流光学的可行性。该方法将近场亚波长束流光学（例如近场扫描光学显微镜和光谱学）的操作扩展到“不太远”的场区（0.5至约10个波长）。
2003-09-17 physics.optics
200mm Optical synthetic aperture imaging over 120 meters distance via Macroscopic Fourier ptychography
针对宏观傅里叶叠层成像远距离成像视场受限的问题，提出修正远场条件并结合光瞳与图像联合优化算法，实现了120米距离下200毫米合成孔径成像，分辨率较单孔径提升四倍以上。
2024-11-04 eess.IV physics.optics
Knife-Edge Diffraction of Scalar and Vector Vortex Light
School of Physics & Astronomy, University of Glasgow（格拉斯哥大学物理与天文学学院）；Instituto de Física, Universidade Federal do Rio Grande do Sul（南里奥格兰德联邦大学物理研究所）
本文提出利用刀刃边缘衍射来识别光的轨道角动量，通过分析弗雷斯涅尔衍射图案中形成的叉状缺陷，展示了简单刀刃边缘衍射在确定光涡旋相位的OAM中的应用，同时探讨了其在光学及其他领域中的潜在应用。
2025-05-22 physics.optics
Label-free single molecule imaging with numerical aperture-shaped interferometric scattering microscopy
我们的能力，光学询问纳米级的对象是由它们的消光截面和衍射限制区域，光可以被限制在远场之间的差异控制。我们表明，放置在一个高数值孔径显微镜物镜的后焦平面附近的部分透射空间掩模增强了消光对比度的散射体附近的接口由约$T^{-1/2}$，其中T是transmittance的掩模。基于数值孔径的背景与散射光的区分代表了增加消光对比度的一般方法，并且使得常规无标记成像能够低至单分子水平。
2016-11-15 physics.bio-ph physics.optics
Focusing of light beyond the diffraction limit
衍射限制了光在光学系统中的行为，并将可实现的最小线宽设置为波长的一半。利用一种新型的亚波长等离子体透镜，通过非对称性降低衍射，产生并挤压波函数，入射光被孔径聚焦成一条宽度超过近区极限的单线。聚焦的场是辐射性的，能够传播到远区。光聚焦过程，除了学术上的兴趣，预计将开辟广泛的应用可能性。
2009-01-29 physics.optics physics.plasm-ph
