Ptychography promises diffraction limited resolution without the need for high resolution lenses. To achieve high resolution one has to solve the phase problem for many partially overlapping frames. Here we review some of the existing methods for solving ptychographic phase retrieval problem from a numerical analysis point of view, and propose alternative methods based on numerical optimization.
Machine Learning-Augmented Acceleration of Iterative Ptychographic Reconstruction
Advanced Light Source, Lawrence Berkeley National Laboratory（伯克利国家实验室先进光源）；Department of Physics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院物理系）；Department of Materials Science and Engineering, University of California Davis（加州大学戴维斯分校材料科学与工程系）；Center for Advanced Mathematics for Energy Research Applications, Lawrence Berkeley National Laboratory（伯克利国家实验室能源研究高级数学中心）；Molecular Biophysics and Integrated Bioimaging Division, Lawrence Berkeley National Laboratory（伯克利国家实验室分子生物物理与整合生物成像部）；Berkeley Synchrotron Infrared Structural Biology Program, Lawrence Berkeley National Laboratory（伯克利同步辐射红外结构生物学计划）；Department of Physics and Astronomy, University of California, Davis（加州大学戴维斯分校物理与天文学系）；Linac Coherent Light Source (LCLS), SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室直线相干光源）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
Wide-field, high-resolution lensless on-chip microscopy via near-field blind ptychographic modulation
提出了一种基于近场盲重叠关联调制的无透镜片上显微平台。在这个平台中，我们在物体和图像传感器之间放置了一个薄的漫射器，用于光波调制。通过盲扫描未知漫射器到不同的x-y位置，我们获得了一系列调制强度图像，用于定量对象恢复。与之前的重叠关联成像实现不同，我们采用了菲涅尔数约为50，000的单位放大配置，这比之前的重叠关联成像设置高出几个数量级。单位放大率配置允许我们将整个传感器区域（6.4 mm × 4.6 mm）作为成像视场。超高的菲涅尔数使我们能够直接恢复的相位恢复过程中的扩散器的位置偏移，解决了定位精度问题困扰在定期重叠关联实验。在我们的实现中，我们使用一个低成本的，DIY的扫描阶段，以执行盲漫射器调制。精确的机械扫描，这是传统的重叠关联实验中的关键是不再需要在我们的设置。我们还采用了上采样相位恢复方案，以绕过成像器像素大小设置的分辨率限制，并展示了0.78微米的半间距分辨率。我们通过体外细胞培养、透明和染色的组织切片以及厚的生物样品来验证成像性能。我们表明，恢复的定量相位图可以用来执行有效的细胞分割的密集的酵母培养。我们还展示了基于恢复的波前的厚生物样品的3D数字重聚焦。该平台为大视场、高分辨率和定量的片上显微镜提供了一种具有成本效益的交钥匙解决方案。
Circular Phase Representation and Geometry-Aware Optimization for Ptychographic Image Reconstruction
School of Electrical and Computer Engineering, University of Sydney（悉尼大学电气与计算机工程学院）；Department of Engineering and System Science, National Tsing Hua University（清华大学系统科学系）
IMS Laboratory, University of Bordeaux（波尔多大学 IMS 实验室）；Laboratoire Kastler Brossel, ENS-Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Collège de France（卡斯特尔·布罗塞尔实验室，ENS-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）；Optics and Photonics Centre, Indian Institute of Technology Delhi（德里印度理工学院 光学与光子学中心）
Nuclear Ptychoscopy: A Ptychographic Framework for Nuclear Spectroscopy
Fudan University（复旦大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Lanzhou University（兰州大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；Hirosaki University（弘前大学）；Japan Synchrotron Radiation Research Institute（日本同步辐射研究所）；Jilin University（吉林大学）；Hangzhou Dianzi University（杭州电子科技大学）
A Physics-Inspired Deep Learning Framework with Polar Coordinate Attention for Ptychographic Imaging
Academy for Engineering & Technology, Fudan University（工程与技术学院，复旦大学）；Institute for Infocomm Research, Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)（信息通信研究所，科技研究局（A*STAR））；Institute for Translational Brain Research, Fudan University（转化脑科学研究院，复旦大学）；Department of Engineering and System Science, National Tsing Hua University（工程与系统科学系，清华大学）；Department of Mathematical and Physical Sciences, School of Computing, Engineering and Mathematical Sciences, La Trobe University（数学与物理科学系，计算、工程与数学科学学院，拉筹夫大学）；School of Electrical and Computer Engineering, The University of Sydney（电气与计算机工程学院，悉尼大学）
East China Normal University（华东师范大学）；Chongqing Institute of East China Normal University（华东师范大学重庆研究院）；Shanxi University（山西大学）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）
Energy Time Ptychography for one-dimensional phase retrieval
Department of Photon Science, Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器实验室光子科学系）；The Hamburg Centre for Ultrafast Imaging（汉堡超快成像中心）；Helmholtz Institute Jena, Fraunhoferstr. 8（耶拿亥姆霍兹研究所）；GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research（重离子研究亥姆霍兹中心）；European Synchrotron Radiation Facility（欧洲同步辐射装置）；Institute for Mathematics and Informatics, University of Greifswald（格赖夫斯瓦尔德大学数学与信息学研究所）；Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter（马普物质结构与动力学研究所）；Institute of Optics and Quantum Electronics, University of Jena（耶拿大学光学与量子电子学研究所）
Position-Blind Ptychography: Viability of image reconstruction via data-driven variational inference
Department of Informatics, University of Hamburg（汉堡大学信息学院）；Center for Free-Electron Laser Science CFEL, Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（自由电子激光科学中心 CFEL，德意志电子同步辐射实验室）；Department of Mathematics, Bundesstr. 55, University of Hamburg（汉堡大学数学系）；CIT School, Technical University of Munich（慕尼黑技术大学 CIT 学院）；Munich Center for Machine Learning, München（慕尼黑机器学习中心）；Massachusetts Institute of Technology (MIT)（麻省理工学院）；The NSF AI Institute for Artificial Intelligence and Fundamental Interactions（国家科学基金会人工智能与基本相互作用研究院）；Helmholtz Imaging, Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（海德堡成像，德意志电子同步辐射实验室）
