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
Video-rate computational heterodyne holography
介绍了一个通用的光学全息图计算图像绘制软件。报告的软件可以处理400万像素的8位原始帧从传感器阵列获得的持续速率为80 Hz。视频速率的图像渲染是通过流线型图像处理与商品计算机图形硬件。对于采用频移参考光的离轴光学结构获得的时间平均全息图，允许对一个可调光谱分量进行宽场成像。该软件通过相位步进全息图绘制和单边带和双边带全息图绘制的声表面波非接触监测进行了验证。证明了全息术在外差光学结构中用于视频速率计算激光多普勒成像的适用性。
2014-01-21 physics.optics
Noise and aliases in off-axis and phase-shifting holography
我们比较了离轴和相移全息术在噪声和混叠去除方面的各自效率。比较是通过分析全息图的美国空军目标背光与激光照明，记录与电荷耦合器件相机。我们表明，它是必不可少的，以消除LO光束噪声，特别是在低照度水平。
2008-04-14 physics.optics
Self-generated off-axis holography in interferometric out-of-focus imaging of ice particles
实现了冰粒的干涉离焦成像。分析了两个邻近冰粒的重叠散焦图像。如果一个粒子比另一个粒子小得多，则该图案构成离轴全息图，其分析给出了最大粒子的确切尺寸和形状。使用两个视角，我们获得了最大冰粒的3D描述。
2017-07-11 physics.optics
Iterative approach for high-quality binary intensity hologram generation in augmented reality applications
Politecnico di Milano（米兰理工大学）；EssilorLuxottica（依视路陆逊梯卡）
本文提出一种迭代方法生成偏轴二进制振幅全息图，通过在每次迭代中应用二进制约束，提升图像对比度、光效率和重建保真度，且计算成本相近。
2026-04-13 physics.optics
Is multiplexed off-axis holography for quantitative phase imaging more spatial bandwidth-efficient than on-axis holography?
数字全息显微镜是一种蓬勃发展的成像方式，吸引了相当大的研究兴趣，因为它不仅能够创建出色的无标记对比度，而且还提供了有价值的物理信息的密度和尺寸的样品与纳米级的轴向灵敏度。目前存在三种基本的全息记录几何结构，包括同轴、离轴和稍微离轴全息，它们中的每一种都能够在带宽使用和压缩容量方面实现各种架构。具体来说，离轴全息术和稍微离轴全息术允许空间全息图复用，从而能够将更多信息压缩到同一数字全息图中。在本文中，我们定义了一个效率得分用于分析各种可能的架构，并比较使用它们中的每一个获得的信噪比和均方误差，确定最佳的全息方法。
2019-03-28 eess.IV physics.optics
Four dimensional phase unwrapping of dynamic objects in digital holography
我们提出了一种新的四维相位展开方法的时间推移定量相位显微镜，它允许重建的光学厚的物体，光学薄在一定的时间点和角度的看法。因此，我们使用所获取的动态定量相位分布的所有四个维度，除了x-y维度之外，还包括角度维度和时间维度。我们首先展示了这种算法在模拟数据上的能力，使重建质量相对于地面实况和现有的展开方法的量化成为可能。然后，我们证明了所提出的四维相位展开算法的适用性，通过实验捕获的双角度动态离轴全息图，同时记录两个角度的意见，使用复用的两个离轴全息图成一个单一的复用全息图。
2019-09-03 eess.IV physics.optics
Digital Holography at Shot Noise Level
通过适当的数字全息装置的布置，结合离轴几何结构和相移记录条件，在实时实验中可以达到理论上的散粒噪声极限，我们研究了这个极限，并表明它对应于用于重建全息图像的整个帧序列中的每像素1个光电子。我们还表明，Monte Carlo噪声合成到高照度下测量的全息图上，使在非常弱的照度下测量的实验全息图的准确表示。这些结果进行了实验验证。
2012-06-07 physics.optics
Swept-source optical coherence tomography by off-axis Fresnel transform digital holography with an output throughput of 10 Giga voxels per second in real-time
我们展示了扫频源光学相干层析成像的实时高通量数字菲涅耳全息图渲染从光学获得的干涉图与高速相机。干涉图流相对于波长在空间上重新缩放，以补偿离散菲涅耳变换固有的视场膨胀。全息图是从16位、1024 × 1024像素的干涉图的输入流中计算出来的，这些干涉图是用数码相机以每秒512帧的速度记录下来的。所有计算均由NVIDIA TITAN Xp图形卡在单精度浮点复值数组（每正交32位）上执行。它允许以100亿体素/秒的速度持续计算1024 × 1024 × 256体素体积，并在用户选择的位置实时显示三个垂直切割，最高每秒38帧。
2020-03-19 eess.IV physics.optics
Holographic microscopy reconstruction in both object and image half spaces with undistorted 3D grid
我们提出了一种全息显微再现方法，该方法将全息图在物体的半空间中传播，在物体的附近。校准产生具有未失真的重建网格的重建，即具有正交的$x$、$y$和$z$轴和恒定的像素间距。该方法与美国空军的目标成像的$\times$ 60显微镜物镜，其全息图被记录和重建为不同的美国空军的位置沿纵向轴：-75至+75 $μ$ m。由于重建数字相位掩模、参考相位曲率和MO形成无焦装置，因此重建可以被解释为等效地发生在物体或图像半空间中。
2015-06-12 physics.ins-det physics.optics
Video-rate laser Doppler vibrometry by heterodyne holography
我们报道了一个离轴结构的视频速率外差全息演示。利用图形处理单元，以每秒24帧的速度实现了100万像素全息图的重建和显示。我们的主张得到了验证，在宽场，非接触式振动测量实验的稳态振幅的实时筛选。
2011-03-18 physics.optics
Single-View Holographic Volumetric 3D Printing with Coupled Differentiable Wave-Optical and Photochemical Optimization
École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
提出单视角全息体积增材制造（SHVAM），通过耦合可微波动光学模型和光化学模型优化全息序列，实现微米级分辨率3D打印，在秒级时间内制造出特征尺寸约10微米的结构。
2026-06-17 physics.optics
Shot Noise in Digital Holography
本文讨论了离轴外差全息术中的噪声。我们表明，对于一个弱信号，噪声占主导地位的散粒噪声的参考光束。对于用于构建数字全息图的整个图像序列，该噪声对应于每个像素一个光电子的信号束上的等效噪声。
2012-06-07 physics.optics
Beam quality measurement through off-axis optical vortex
每个光学系统的挑战之一是保持所使用的光束的质量，由于所使用的光学元件的低条件或它们的未对准，所使用的光束的质量可能会显著降低。根据所使用的整个光学系统，有很多方法专注于最终光束的校正。有效波束评估的问题同样重要。到目前为止，大多数测量都是基于目视检查，这并不总是足够的，特别是当需要高质量的光束时。新颖的方法使用结构光来增加光束对任何缺陷的灵敏度。本文提出了一种利用光学涡旋离轴位移测量光束质量的方法。它使用SLM作为涡旋产生元件，通过适当的全息变换使SLM离轴移动。涡旋轨迹的跟踪可以提供关于光束质量和光学系统的像差的信息。提出了一种新的涡流定位算法。
2019-08-26 physics.optics
Dark-field digital holographic microscopy for 3D-tracking of gold nanoparticles
我们提出了一种新的技术，结合离轴数字全息和暗场显微镜跟踪100纳米的金粒子在水中扩散。我们表明，一个单一的全息图是足够的本地化几个粒子在一个厚的样品与独立的粒子位置的本地化精度。从我们的测量中，我们重建粒子的轨迹，并推导出它们的3D扩散系数。我们的研究结果铺平了道路，定量研究单个纳米粒子在复杂介质中的运动。
2011-12-20 physics.optics
Low-coherence off-axis digital holographic microscopy
通常，离轴数字全息显微术需要相干光源来记录全场全息图。然而，基于激光的照明导致不可忽略的相干噪声，从而降低成像质量。我们在此报告了一种简单的方法，以减少使用低时间相干照明的相干噪声的贡献，同时保持大的干扰区域。因此，在干涉仪的参考臂中引入衍射光栅，允许参考光束的相干平面随着角色散而倾斜。参考光束和物体光束的相平面看起来是共面的。介绍了低相干离轴数字全息显微术的原理和性能。执行生物样品的三维重建。
2021-11-01 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
Single-exposure full-field multi-depth imaging using low-coherence holographic multiplexing
我们提出了一种新的干涉成像方法，允许在一个单一的收购多个深度的成像，使用离轴低相干全息复用。该技术能够在单次图像采集中对厚样本内的多个切片进行分段成像。每个切片具有指示其轴向位置的不同的离轴干涉条纹取向，并且相机一次获取包含不同切片的复用全息图。我们证明了所提出的技术的振幅和相位成像的光学厚样品。
2019-03-28 physics.bio-ph physics.optics
Single-shot experimental-numerical twin-image removal in lensless digital holographic microscopy
提出一种基于双光源离轴记录与新型相位检索算法的LDHM单次曝光孪生像消除技术，在不牺牲分辨率下提升成像精度，适用于低成本便携场景。
2023-08-08 eess.IV physics.optics
Simultaneous three-wavelength unwrapping using external digital holographic multiplexing module
我们提出了一个外部干涉设置，能够同时获得三个波长的相同的样品实例，而无需扫描或多次曝光。该设置将三个具有旋转条纹取向的离轴全息图投影到单色数码相机上，每个离轴全息图来自不同的波长通道，在空间频率域中没有重叠，并且因此允许来自三个波长通道的三个复杂波前的完全重建。我们使用这种新的设置为三波长相位展开，允许相位成像较厚的物体比可能与一个单一的波长，但没有增加的噪声水平。我们证明了所提出的技术微通道分析和无标记细胞成像。
2019-03-28 physics.optics
Fast Autofocusing using Tiny Transformer Networks for Digital Holographic Microscopy
Institut FEMTO-ST（FEMTO-ST研究所）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Université Bourgogne Franche-Comté（勃艮第-弗朗什-孔泰大学）
数字全息术的数值波前反向传播原理赋予了独特的扩展聚焦能力，而没有沿z轴的机械位移。然而，正确的聚焦距离的确定是一个重要且耗时的问题。提出了一种深度学习（DL）解决方案，将自动聚焦视为回归问题，并在实验和模拟全息图上进行了测试。通过具有10 $\mathrm{x}$显微镜物镜的数字全息显微镜（DHM）从在92 $μ$ m的轴向范围内以3D移动的图案化目标记录单波长数字全息图。提出并比较了微型DL模型，例如微型Vision Transformer（TViT）、微型VGG 16（TVGG）和微型Swin-Transfomer（TSwinT）。将所提出的微型网络与其原始版本（ViT/B16，VGG 16和Swin-Transformer Tiny）以及数字全息中使用的主要神经网络（如LeNet和AlexNet）进行了比较。实验表明，与15 $μ$ m的DHM景深相比，以平均1.2 $μ$ m的精度准确地推断预测的聚焦距离$Z_R^{\mathrm{Pred}}$。数值模拟表明，所有微小模型给出的$Z_R^{\mathrm{Pred}}$误差小于0.3 $μ$ m。这样的前景将大大提高计算机视觉位置传感在生命科学或微型机器人的3D显微镜等应用中的当前能力。此外，所有模型在CPU上的推理时间都低于25 ms。在遮挡方面，基于其Transformer架构的TViT是最健壮的。
2022-05-20 cs.CV eess.IV physics.optics
