Low-loss high-speed speckle reduction using a colloidal dispersion
我们提出了一种简单而强大的方法来减少激光散斑，这限制了激光器在成像和显示应用中的采用。我们使用的胶体溶液，可以迅速降低散斑对比度，由于布朗运动的散射粒子。通过使用白色涂料覆盖比色皿的侧面和光纤将激光输送到胶体溶液深处，克服了与通过胶体溶液传播相关的高插入损耗，使透射率大于90%。扩散激光输出遵循朗伯分布，在129 μs的积分时间下产生低于4%的散斑对比度。胶体溶液能够在不消耗功率的情况下实现快速散斑减少，同时保持高透射率、低成本、紧凑尺寸和长寿命，这使得我们的方法可用于广泛的激光成像和投影应用。
2012-12-20 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
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
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
Low-spatial coherence electrically-pumped semiconductor laser for speckle-free full-field imaging
激光源的空间相干性由于相干伪影（诸如散斑）而限制了它们在并行成像和投影中的应用。相比之下，传统的非相干光源（诸如热源或发光二极管（LED））提供每独立空间模式相对低的功率。在这里，我们提出了一个芯片级，电泵浦半导体激光器的基础上的一种新的设计，展示了高功率每模式与低得多的空间相干性比传统的激光源。激光谐振腔的制造与混沌，D形腔优化，以实现高度多模激射。激光在约1000个模式中同时且独立地发生，因此总发射表现出非常低的空间相干性。利用混沌腔激光器作为照明光源，实现了无散斑全场成像。样品照明的每种模式的功率比LED或热光源高几个数量级。这种紧凑、低成本的光源结合了LED的低空间相干性和激光的高光谱辐射率，可以实现广泛的高速、全场成像和投影应用。
2014-10-05 physics.optics
Tailored Speckle Illumination Microscopy with Enhanced Sectioning and Image Quality
Yale University（耶鲁大学）；Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院）；Boston University（波士顿大学）；Cornell University（康奈尔大学）
本文提出一种定制化三维斑点强度统计的动态斑点照明显微镜，通过轴向变化的斑点对比度增强光学切片，利用聚焦斑点的二值强度减少图像重建噪声，展示了其在生物样本成像中的优越性能。
2026-04-22 physics.optics
Speckled speckled speckle
散斑是当相干光从粗糙表面反射时看到的辐照度的空间波动。这是由于从表面的许多角落和裂缝反射的光在到达观测点的途中积累了巨大的差异时间延迟，跨越的时间远远超过一个光学周期。虽然连续波（cw）照明的散斑被很好地理解，但是对使用相干光的非视线（NLoS）成像的新兴兴趣已经产生了理解由多次粗糙表面反射产生的高阶散斑的需要，即，斑点斑点和斑点。此外，最近引入的相量场（$\mathcal{P}$ -field）NLoS成像--依赖于幅度调制相干照明--需要推动超越连续波场景的散斑和高阶散斑。在本文中，我们采取的第一步，在解决上述需求，使用三漫射透射几何形状，这是一个代理三反弹NLoS成像。在小扩散器的限制，我们表明，连续波和调制$n$第七阶散斑的辐照度方差一致，是普通（一阶）散斑的$(2^n-1)$倍。然而，NLoS成像的更重要的情况涉及扩展的漫反射器。对于我们的扩展漫射器透射几何，我们处理三阶连续散斑和一阶调制散斑。我们的研究结果表明，散斑是不太可能阻碍成功操作的相干照明连续波成像仪，他们建议，同样可能是真实的$\mathcal{P}$场成像仪。
2020-06-30 physics.optics
Sub-acoustic resolution photoacoustic imaging through scattering layers using speckle correlations
University of Birmingham（伯明翰大学）；University College London（伦敦大学学院）；University of Twente（特温特大学）
本文提出利用相干散射光产生的照明模式相关性，克服传统光电成像的分辨率限制，实现亚声学分辨率为11微米的高分辨率成像。
2026-04-27 physics.optics
High-resolution scanning fluorescence imaging through scattering via speckle replica alignment and variance computation
Laboratoire Kastler Brossel, ENS–Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Collège de France（卡斯特尔-布罗塞尔实验室，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）；State Key Laboratory of Transient Optics and Photonics, Xi’an Institute of Optics and Precision Mechanics, Chinese Academy of Sciences（瞬态光学与光子学国家重点实验室，西安光学精密机械研究所，中国科学院）
本文提出一种利用多随机照明和计算框架实现高分辨率荧光成像的方法，通过对齐局部斑点复制并计算像素方差，提升了线性和非线性荧光成像的分辨率和收敛性。
2026-03-27 physics.optics
Spatial sub-Rayleigh imaging via structured speckle illumination
本研究提出一种结合散斑正弦调制与非线性结构照明的二阶自相关成像方案，使空间分辨率超越瑞利极限$2+\sqrt{2}$倍，理论上$N$阶自相关可实现$N+\sqrt{N}$倍超越，增强了透镜辅助成像分辨率与强度相关成像实用性。
2024-07-29 physics.optics
Effect of speckle on APSCI method and Mueller Imaging
称为APSCI（自适应偏振状态对比度成像）的偏振成像方法的原理是使用特定的照明和检测偏振状态来最大化对象与其背景之间的偏振对比度。在这里，我们进行了比较研究的APSCI方法与现有的经典穆勒成像（CMI）与极性分解的存在下，完全和部分偏振的圆形高斯散斑。结果表明，显着增加的巴塔查里亚距离作为我们的对比度参数的APSCI方法，特别是当对象和背景同时表现出几个偏振特性。
2014-01-09 physics.optics
Speckle-based hyperspectral imaging combining multiple scattering and compressive sensing in nanowire mats
将光谱信息编码到单色成像相机上对于波长复用和高光谱成像应用是令人感兴趣的。在这里，复杂的空间光谱响应的无序材料被用来证明检索的离散波长在一个很宽的光谱范围。半导体纳米线垫中的强漫射光散射用于实现微米厚度的高度紧凑的光谱仪，将不同的波长转换成具有纳米灵敏度的不同散斑图案。空间多路复用是通过使用微透镜阵列，允许同时成像的许多散斑，最终由扩散点面积的大小限制。比较了不同信息检索算法的性能。压缩感知算法在噪声环境中并且仅利用少量测量展现出高效的重构能力。
2017-05-08 physics.optics
Improving visibility in photoacoustic imaging using dynamic speckle illumination
在具有均匀照明的高频光声成像中，均匀光吸收结构可能由于其大尺寸或有限视角问题而不可见。在这里，我们表明，通过利用动态散斑照明，它是可能的，以揭示功能，通常是不可见的光声系统组成的20 MHz的线性超声阵列。我们演示了一个5毫米直径的吸收圆柱体和一个30微米的黑线排列在一个复杂的形状的成像。通过评估照明图案上每个像素的值的变化，从针对幻影的不同随机散斑照明记录的光声图像直接检索隐藏的结构。
2013-11-05 physics.optics
Super-resolution photoacoustic fluctuation imaging with multiple speckle illumination
在深层组织光声成像中，空间分辨率固有地受到声衍射的限制。此外，由于超声衰减随频率增加，分辨率通常与穿透深度相权衡。在这里，我们报告的超分辨率光声成像使用的多重散斑照明。具体而言，我们表明，光声图像的二阶波动的分析结合图像去卷积，使解决光学吸收结构超出了声衍射极限。实验证明，分辨率几乎增加了2倍。我们的方法引入了一个新的框架，可能会导致深层组织光声成像与亚声分辨率。
2015-08-06 physics.optics
Beyond sub-Rayleigh imaging via high order correlation of speckle illumination
散斑照明的二阶强度相关被广泛地用于需要超越瑞利极限的成像应用中。理论分析表明，显着改善成像可以提取越来越高阶强度累积量的研究。我们提供的实验证据，证明分辨率超出了二阶相关性所能达到的。我们给出了20阶的结果。我们还显示了增加的累积量相关性相比，矩相关性的可见性。我们的研究结果清楚地表明，在天文学和生物学等其他学科中使用高阶强度累积量的好处。
2019-04-02 physics.optics
High speed determination of laser wavelength using Poincaré descriptors of speckle
激光散斑可以提供可用于计量学的强大工具，例如，以超出在商业装置中可实现的分辨率的分辨率测量入射激光波长。然而，要实现最高的分辨率，需要先进的多变量分析技术，这限制了这种波长计的采集速率。在这里，我们展示了一个算术简单的方法来测量波长的变化与动态散斑，基于庞加莱描述符的散斑图案。我们演示了在飞秒级的波长变化的测量，测量时间减少了两个数量级相比，以前的国家的最先进的，这提供了应用程序，如基于散斑的激光波长稳定的承诺。
2019-09-02 physics.ins-det physics.optics
Non-invasive single-shot 3D imaging through a scattering layer using speckle interferometry
通过复杂散射介质的光学成像是在许多研究领域具有重要应用的主要技术挑战之一，所述研究领域包括生物医学成像、天文数字复制和空间复用光通信。虽然最近已经提出了各种方法来成像通过混浊层，他们都局限于二维成像。在这里，我们提出并实验证明了一种方法，用于隐藏在不透明散射层后面的物体的三维单次拍摄成像。我们证明，在适当的条件下，它是可能的执行三维成像，以重建位于不同深度的物体的复振幅。
2015-11-15 physics.optics
Speckle-correlation imaging through a kaleidoscopic multimode fiber
本研究利用方芯多模光纤的万花筒式记忆效应，通过平移输入散斑图案并测量荧光强度，在无光纤先验知识下重建图像，为柔性微创内窥镜的开发提供了新策略。
2023-06-26 physics.optics
Decoherent Focusing Design and Advanced Passive Speckle Reduction for Laser Illumination Systems
本文提出一种基于矩形棱镜阵列与交叉圆柱菲涅耳透镜的去相干聚焦设计，实现矩形均匀光斑，并通过约15%电流调制将梳状光谱转为连续，从而突破模式限制，实现无限去相关激光束以有效抑制散斑。
2024-12-18 physics.optics
Non-invasive Focusing Through Scattering Layers Using Speckle-Correlations
被称为“记忆效应”的角散斑相关性最近已被用于通过散射层的非侵入性成像。在这里，我们展示了如何从散斑相关性获得的成像信息可以用作波前整形的非侵入性反馈机制。我们利用这种反馈来证明导星自由非侵入性聚焦相干光通过高散射层。
2018-08-09 physics.optics
A stochastic differential equation based algorithm to simulate laser speckles for deep tissue blood flow imaging applications
提出了一种基于随机微分方程的强度散斑模拟算法。强度散斑的产生具有负指数分布和指数自相关衰减。分布的平均值在空间上变化，由光子扩散决定，以考虑扩散散斑。该算法是有效的表面和深层组织的血流与扩散相关光谱的潜在应用模拟研究。
2021-07-13 physics.med-ph 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
Near-field speckle-scanning-based x-ray imaging
X射线近场散斑扫描概念是最近引入的用于获得样品的吸收、相位和暗场图像的方法。在本文中，我们提出的方法，恢复从一个样品的超小角度X射线散射分布的数值反卷积。我们还展示了如何从随机步进扫描中获取2D相位梯度信号，后者有可能避免平场校正误差。每个功能的理论解释和实验证明在同步加速器X射线设施。
2015-07-23 physics.optics
Low-spatial-coherence broadband fiber source for speckle free imaging
我们设计并演示了一种基于光纤的放大自发发射（ASE）光源，该光源具有低空间相干性、低时间相干性和高模式功率。ASE是通过光学泵浦大增益芯多模光纤，同时最小化光学反馈以避免激射而产生的。光纤ASE光源提供270 mW的连续波发射，中心波长为λ = 1055 nm，半峰全宽带宽为74 nm。发射分布在多达~70个空间模式中，与光谱复合相结合时可以实现高效的散斑抑制。最后，我们展示了使用光纤ASE光源的无散斑全场成像。光纤ASE光源提供了每模高功率与低空间和低时间相干性的独特组合，使其成为全场成像和测距应用的理想光源。
2015-07-16 physics.optics
Spatio-Temporal Supermodes:Rapid Reduction of Spatial Coherence in Highly Multimode Lasers
空间相干性量化了空间场随时间的相关性，并且是光的基本性质之一。在这里，我们研究的高度多模激光器在短时间尺度的制度的空间相干性。反直观地，我们表明，在这个制度中，时间（纵向）模式在空间相干性降低中发挥着至关重要的作用。为了评估空间相干性，我们测量了由具有超过$10^5$激射空间（横向）模式的高度多模激光器产生的散斑场的时间动态，并检查了散斑对比度对检测设备的曝光时间的依赖性。我们发现，在短时间尺度的制度，空间和时间模式相互作用，形成时空超模，这样的空间自由度编码到时间模式。结果，散斑对比度取决于时间模式的数量，并且空间相干度降低并且散斑对比度被抑制。在长时间尺度下，超模不再是激光模式结构的有效表征。因此，空间相干性是独立的时间模式，和经典的结果，其中的散斑对比度被抑制的空间模式的数量，得到。由于这种新的时空机制，高度多模激光器可用于高速全场成像应用中的散斑抑制，正如我们在这里展示的快速移动物体的成像。
2018-04-25 physics.optics
Spatial sub-Rayleigh imaging analysis via speckle laser illumination
光学亚瑞利成像在许多领域具有潜在的应用价值。在这封信中，通过限制光场的发散度，以及照明源的大小，我们表明，通过散斑激光照明的一阶平均强度测量可以实际突破瑞利极限。对于高阶算法，据报道，可以利用自相关函数来实现亚瑞利特征。然而，我们发现高阶算法的这种子瑞利特征仅限于二值物体，并且当放置灰色物体时图像会失真。这一特性促使我们去寻找高阶相关成像算法背后的物理机制。我们在这封信中解决这些解释，并发现对于不同类型的高阶算法，总有一个座位在正确的地方从交叉关联函数。
2016-08-01 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
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
Does the structure of light influence the speckle size?
众所周知，当激光从粗糙表面反射或通过漫射介质时，在给定的观察平面上将形成散斑图案。散斑通常由具有均匀强度的激光束产生，对于该均匀强度的激光束，已经导出了将散斑大小与照明面积相关联的公知关系。本文研究了高阶拉盖尔-高斯（LG）模产生的散斑，其特征是强度分布不均匀的同心环，发现LG模的环结构对散斑大小没有任何影响，它恰好与均匀强度分布下的散斑大小相同。这使我们能够提供一个简单的表达式，将斑点大小与LG模式的光斑大小联系起来。我们的研究结果将在许多基于斑点的应用中具有重要意义。
2019-06-15 physics.optics
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
Robust quantitative single-exposure laser speckle imaging with true flow speckle contrast in the temporal and spatial domains
提出了一种系统的和鲁棒的激光散斑衬度成像（LSCI）方法和程序，包括LSCI系统校准、静态散射去除以及测量噪声估计和校正，以从单次曝光LSCI测量获得真实的流动散斑衬度和流动速度。由于散斑对比度仅与流速有关，且只含有加性噪声，因此建议用散斑对比度代替传统的对比度K。我们通过对不同速度下的体模流进行成像来证明所提出的真实流散斑对比度的功效，表明（1）所提出的配方极大地增强了流指数的线性灵敏度（逆去相关时间），并且线性度覆盖从0 mm/s到40 mm/s的流速的整个跨度;以及（2）可以恢复真实的流速，而不管上覆的静态散射层和散斑统计的类型（时间或空间）。进一步揭示了时间散斑衬度和空间散斑衬度的根本区别。在空间域中恢复的流动指数更容易受到静态散射的影响，并且比在时间域中获得的流动指数表现出更短的线性范围。所提出的LSCI分析框架为在广泛的激光散斑衬度成像应用中估计真实流速铺平了道路。
2019-05-25 physics.app-ph physics.optics
Escherichia coli activity characterization using a laser dynamic speckle technique
应用激光动态散斑技术表征细菌活性的结果。在双室培养皿中检测斑点活性。一个隔室接种，另一个隔室作为空白对照。用最近报道的时间差分法对散斑图像进行了处理。测试了0.3、0.5和0.7 McFarland单位细胞浓度的三种接种物;每种接种物测试两次，共进行六次实验。计算接种隔室和空白的平均活性、活性标准差和斑点图案演变的其他描述符对时间的依赖性。总之，所提出的动态散斑技术允许表征大肠杆菌细菌在固体介质中的活性。
2012-09-15 physics.bio-ph 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
Measurement of variations in gas refractive index with $10^{-9}$ resolution using laser speckle
折射率的高分辨率测定在从生物传感到激光测距的各个领域都至关重要。众所周知，激光散斑是光和环境特性的敏感探针，但迄今为止，基于散斑的折射率测量仅限于$10^{-6}$分辨率。在这项工作中，我们确定了一种策略，以优化的敏感性散斑折射率的变化，即通过最大化的宽度分布的光路长度在介质中。我们表明，这可以通过实验实现封装在一个积分球内的介质的兴趣。我们证明，空气的折射率的变化小到$4.5\times10^{-9}$可以解决与$7\times10^{-10}$的不确定性。这是一个三个数量级的改进时，与以前的基于斑点的方法相比。
2021-09-02 physics.ins-det physics.optics
Imaging through a thin scattering layer and jointly retrieving the point-spread-function using phase-diversity
最近引入的基于角度记忆效应的技术能够对隐藏在薄散射层后面的物体进行非侵入性成像。然而，散斑相关和双谱分析都是基于大量散斑颗粒的统计平均，这决定了它们很难获取高散射成像系统的点扩散函数（PSF）的重要信息。在这里，灵感来自天文学中使用的概念，我们提出了一个相位分集散斑成像方案，基于记录一系列的强度散斑图案在不同的成像平面，并通过实验证明，除了能够检索衍射限制的图像隐藏的对象，相位分集也可以同时估计光瞳函数和PSF的高散射成像系统没有任何引导星，也没有参考。
2017-08-08 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
A Physics-Guided Neural Framework for Rheology Measurement from Dynamical Laser Speckles
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；University of Oxford（牛津大学）；TUM University Hospital, Technical University of Munich（慕尼黑工业大学附属塔姆大学医院）；Peking University Third Hospital（北京大学第三医院）；China Jiliang University（中国计量大学）
本文提出了一种基于物理的深度学习框架，通过分析动态激光散斑数据，实现对混浊介质中流变学性质的高效测量。
2026-03-01 physics.optics
Non-invasive real-time imaging through scattering layers and around corners via speckle correlations
通过复杂样品和复杂样品内部的光学分辨率成像是一项艰巨的挑战，在许多领域都有重要的应用。基本问题是，不均匀的样品，如生物组织，随机散射和漫射光，阻碍传统的成像。尽管有许多进步，但目前还没有一种方法能够使用漫射光实时无创成像。在这里，我们表明，由于散斑相关性的记忆效应，用标准高分辨率相机捕获的散射光的单个图像，编码了通过介质或拐角成像所需的所有信息。我们通过实验证明了单次拍摄成像通过散射介质和周围的角落，使用非相干光和各种样品，从白漆到动态生物样品。我们的无透镜技术很简单，不需要激光源，波前整形，也不需要时间选通检测，并且在这里使用照相手机来实现。它有可能在目前无法访问的场景中实现成像。
2014-03-13 physics.optics
Speckle-based 3D sub-diffraction imaging through a multimode fiber
本文提出基于散斑照明和桶探测的单次二维扫描方法，实现多模光纤快速亚衍射三维成像，轴向分辨率较衍射极限提升3倍，为超薄超分辨内窥镜赋予深度分辨能力。
2024-07-16 physics.optics
Non-Imaging Speckle Interferometry forHigh Speed Nanometer-Scale Position Detection
我们实验证明了一种非成像的方法来测量复杂散射材料的位移。通过在空间上控制入射到材料上的光的波前，我们将散射光集中在指定位置的焦点上。这种波前作为一种独特的光学指纹，通过简单地测量焦点上的强度，就可以精确地检测被照射材料的位置。通过结合两个光学指纹，我们展示了沿一个维度的位移分辨率为2.1 nm的位置检测。由于我们的方法不需要散射场的图像，因此可以采用快速非成像检测器来实现散射材料的高速位置检测。
2011-11-17 physics.optics
Physics-guided foundation model for universal speckle removal in ultrathin multimode fiber imaging
Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学杭州高等研究院）；Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海光学精密机械研究所）；Department of Thoracic Surgery, Shanghai Pulmonary Hospital, School of Medicine, Tongji University（同济大学医学院上海市肺科医院胸外科）；Leibniz Institute of Photonic Technology（莱布尼茨光子技术研究所）；Institute of Scientific Instruments of CAS（中国科学院科学仪器研究中心）；Institute of Applied Optics, Friedrich Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学应用光学研究所）
本文提出基于物理的SCNet模型，用于超薄多模光纤成像中的通用散射消除，实现高保真重建与快速推理。
2026-01-20 physics.optics
High-Resolution Speckle-based Single-Pixel Imaging using Silicon Photonic Non-Redundant Optical Phased Array
The University of Tokyo（东京大学）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；Sumitomo Electric Industries, Ltd.（住友电气工业株式会社）；Toyota Technological Institute（名古屋工业大学）
该研究提出基于硅光子非冗余光学相控阵的成像方案，结合散斑式单像素成像，以127个天线实现超1万可分辨成像点，为紧凑OPA芯片实现百万像素成像提供了可行方向。
2026-08-24 physics.optics
Superresolving second-order correlation imaging using synthesized colored noise speckles
我们提出了一种新的方法来合成非平凡的散斑，可以实现超分辨二阶相关成像。通过振幅调制将蓝噪声谱引入到输入光场中，散斑在空间光强起伏中获得独特的反相关性。用蓝色噪声散斑图照射物体可以导致亚衍射极限成像系统，其分辨率比一阶成像高三倍以上，这与热光的九阶相关成像的分辨率相当。我们的方法开辟了一条新的途径，通过定制输入光场的振幅非平凡散斑生成，并提供了一个通用的方案，用于构建超分辨成像和显微镜系统，而无需调用复杂的高阶相关性。
2021-02-11 eess.IV physics.optics
Speckle-illumination spatial frequency domain imaging with a stereo laparoscope for profile-corrected optical property mapping
提出一种结合主动立体深度估计与散斑照明空间频域成像的双相机腹腔镜，实现复杂组织轮廓校正的像素级光学特性映射，仅需两幅图像，经仿体和体内验证精度良好，为微创手术提供定量对比。
2024-09-27 physics.optics
Extrapolated speckle-correlation imaging
通过散射介质成像是一个长期存在的问题，在广泛的应用，包括生物医学，安全和天文学。散斑相关成像是有希望的非侵入性看到通过散射介质，假设平移不变性的散射过程称为记忆效应。然而，已知当介质较厚时，记忆效应受到严重限制。在这样的散射条件下，散斑相关成像是不实用的，因为散斑的相关性衰减，减小了视场。为了解决这个问题，我们提出了一种扩展单次散斑相关成像的视野的方法，通过外推有限的记忆效应的相关性。在此散射条件下，我们导出了成像模型及其反演，用于重建目标。我们的方法同时估计对象和衰减的斑点相关性的基础上的梯度下降方法。我们数值和实验证明所提出的方法重建点源散射介质后的有限记忆效应。在演示中，我们的散斑相关成像方法与最小的无透镜的光学设置实现了更大的视野相比，传统的。这项研究将使通过散射介质成像技术在各个领域更加实用。
2022-08-05 eess.IV physics.optics
Manipulating the transmission matrix of scattering media for nonlinear imaging beyond the memory effect
散射介质的透射矩阵（TM）的测量对于成像是非常感兴趣的。它可以通过使用内部参考波前的干涉测量法直接获得。不幸的是，内部参考场被介质散射，这导致散斑，使得TM测量在输出视场上不均匀。我们演示了如何使用TM的固有特性来校正这种效应。对于薄散射介质，我们利用介质的记忆效应和参考散斑来创建校正的TM。对于高散射介质的记忆效应可以忽略不计，我们使用互补的参考散斑组成一个新的TM，不妥协的散斑参考了。利用这种校正，我们证明了大视场的二次谐波产生成像通过厚的生物介质。
2019-04-24 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
Femtometer-resolved simultaneous measurement of multiple laser wavelengths in a speckle wavemeter
光学科学的许多领域都需要精确测量光谱。基于激光散斑的器件可实现紧凑的波长测量，对于单波长激光场，其灵敏度可达到阿托米级。使用这种方法测量多模光谱将是有吸引力的，但目前这仅限于皮米分辨率。在这里，我们提出了一种方法，以提高分辨率和精度的散斑为基础的多波长测量。我们同时测量多个波长，在一个设备，包括一个单一的1米长的阶跃折射率多模光纤和快速相机。独立的波长分离为1 fm的检索精度为0.2 fm，使用主成分分析。该方法提供了一种可行的方法来测量包含多条单独谱线的稀疏光谱，并且可能在便携式量子技术和光学电信等领域中的多个激光器的跟踪中找到应用。
2019-10-29 physics.ins-det 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
Sub-Rayleigh Ghost Imaging via Structured Speckle Illumination
本文提出利用正弦及伪调制结构散斑照明突破瑞利分辨率极限，实现空间分辨率提升2倍以上的鬼成像，并验证其可与伪逆鬼成像等亚瑞利方案结合以进一步增强分辨率。
2024-08-09 eess.IV physics.optics
Snapshot Synthetic Aperture Imaging with Boiling Speckle
针对宏观基于光的合成孔径成像受散斑噪声限制的问题，提出快照SA成像与孔径相位同步策略，并证明可利用散斑恢复缺失空间频率信息以提升分辨率。
2025-09-25 eess.SP physics.optics
Customizing Speckle Intensity Statistics
我们开发了一个通用的方法定制的散斑图案的强度统计的目标平面上。通过明智地调制单色激光束的相位前，我们在实验上产生散斑图案与任意定制的强度概率密度函数。相对于瑞利散斑，我们定制的散斑表现出完全不同的拓扑结构，但保持相同的空间相关长度。定制的散斑是充分发展的，遍历的，和固定的：与圆形的非高斯统计的复杂领域。远离目标平面，定制散斑恢复到瑞利散斑。这项工作提供了一个通用的框架，剪裁散斑图案在显微镜，成像和光学操作的各种应用。
2018-04-09 physics.optics
Speckled-speckle field as a resource for imaging techniques
本研究通过数值模拟和实验表征双扩散器产生的斑纹-斑纹场，分析对比度、信噪比和分辨率，探讨超热光在成像中的潜力及其相对伪热光的局限。
2024-03-15 physics.optics quant-ph
Two-photon microscopy through scattering media harnessing speckle autocorrelation
Laboratoire Kastler Brossel, ENS–Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, College de France（卡斯勒-布罗塞尔实验室，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，法兰西学院）
本研究针对组织散射限制双光子显微镜深度成像的问题，结合光学记忆效应、散斑自相关技术与相位恢复算法，实现了散射层后方荧光物体的图像重建，为提升双光子显微镜透过散射介质的深度成像能力提供了新途径。
2025-05-19 physics.optics
