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
Introducing non-local correlations into speckles
激光散斑已成为现代光学研究工具箱的基本组成部分。散斑不仅是许多成像技术的基础，而且，它们被用来产生冷原子和胶体粒子的光学势。操纵散斑图案的空间强度相关性的能力，特别是长范围（非局部）的，在许多应用中是必不可少的。然而，典型的充分发展的散斑图案仅具有由空间场相关性确定的短程（局部）强度相关性。在这里，我们从实验和理论上证明了一种通用的方法来创建充分发展的散斑与强非局部强度相关。在不改变场相关性的情况下，可以任意调整空间强度相关性的函数形式。我们的方法提供了一个通用的和实用的框架，用于增强和控制散斑图案中的非局部相关性。
2019-02-21 physics.optics
Generating non-Rayleigh speckles with tailored intensity statistics
我们实验产生的散斑图案与非瑞利强度统计使用相位空间光调制器。通过在输入光场中引入高阶相关性，我们在保持图案的颗粒结构的同时重新分配散斑颗粒之间的强度。我们的方法是通用的，并允许以受控的方式生成具有增强或减弱的对比度的散斑图案。
2014-03-20 physics.optics quant-ph
Intensity correlations between reflected and transmitted speckle patterns
本文从理论上研究了无序散射介质的输入面和输出面上测量的光强之间的空间相关性。我们表明，在大的光学厚度，长程空间相关性持续存在，并采取负值。对于小的光学厚度，短程和长程相关共存，与依赖于光学厚度的相对权重。这些结果可能对通过波前整形控制波在复杂介质中的传播具有直接的意义，从而在传感、成像和信息传输中找到应用。
2015-08-24 physics.optics
Creating and Controlling Complex Light
随机光场-通常称为散斑-展示了瑞利强度统计，并且仅具有局部相关性：这些相关性发生在单个散斑颗粒内。在这项工作中，我们开发了一种实验方法，定制的强度概率密度函数（PDF）的散斑图案，同时引入非局部的散斑颗粒之间的空间相关性。定制的散斑图案的各种家庭-由我们的方法创建-可以表现出根本不同的拓扑结构，统计数据和可变程度的空间秩序。然而，不管它们的不同统计特性如何，所有这些散斑都是通过利用空间光调制器将高阶相关性适当地编码到单色激光束的相前中来创建的。除了我们的实验演示，我们探索的强度PDF和空间强度相关性可以同时在一个散斑图案的程度上的理论和实践的限制。这项工作提供了一个通用的方法，用于创建复杂的光场和控制其统计特性，在显微镜，成像和光学操作的各种应用。
2019-11-14 physics.optics
Intensity speckle presents the density matrix of light
我们表明，强度散斑可以直接解释为入射光的属性-振幅，相位，偏振和空间位置上的相干性。回顾散斑相关散射矩阵（SSM）方法[Lee和Park，Nat. Comm. 7，13359（2016）]，我们成功地从强度散斑快照中提取入射光的完整信息作为相干矩阵的形式。通过引入具有不均匀振幅、相位、偏振和相干特性的光的特殊状态，实验验证了这一想法。我们还发现大量的实际优势，所提出的方法相比，传统的相干矩阵测量技术，如斯托克斯偏振。我们相信，这种强度散斑的物理解释可以打开一个新的途径，研究和利用散斑现象在广大的波动物理学的子领域。
2019-08-06 physics.optics quant-ph
Spatial statistics of superposition of two uncorrelated speckle patterns with polarization diversity
本文从理论和实验两方面详细研究了偏振分集不相关散斑图叠加对叠加散斑图空间统计特性的影响。它示出，取决于组成散斑图案的偏振矢量的相互取向，叠加的散斑图案的最大程度的相干性（DoC）和偏振度（DoP）之间的最大值和最小值之间的变化，以正弦的方式。此外，组成散斑图案的平均强度比也被发现影响这些变化。两点强度关联函数的可见度的变化的研究也揭示了正弦性质的变化和它的依赖于平均强度的比率，这被发现是类似的最大DoC和DoP的变化。为了更好地理解对空间统计的影响，还对归一化概率密度函数的变化进行了详细的研究。
2021-01-31 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
Higher order optical vortices and formation of speckles
我们已经在实验中产生了更高阶的光学涡旋，并通过毛玻璃板，在散斑形成的结果分散他们。散斑强度自相关测量表明，散斑的大小随涡旋阶数的增加而减小。这意味着涡的角直径随着它们的顺序而增加。涡旋的环形亮环特征也有助于我们理解这些观测结果。研究结果可应用于恒星强度干涉测量和热鬼成像。
2014-06-11 physics.optics
Hyperuniformity in amorphous speckle patterns
超均匀结构具有限制和驱动光的能力，尽管它们的制造极具挑战性。在这里，我们证明了由随机排列的贝塞尔光束源的叠加获得的散斑图案可以用来产生hyperuniform标量场。通过利用激光与空间滤波器定制，我们实验产生（不需要任何计算能力）的散斑图案具有最大值对应于超均匀分布的位置。通过适当地滤除来自相同散斑图案的强度波动，可以检索满足超均匀性要求的强度轮廓。我们的研究结果得到了广泛的数值模拟的支持。
2018-03-26 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
Speckle fluctuations resolve the interdistance between incoherent point sources in complex media
我们研究了无序环境中两个相同非相干点光源发射的光的波动。强度-强度关联函数和散斑对比度，在适当的时间和配置平均后获得，编码两个源之间的相对距离。这表明了一种有趣的可能性，即在两个非相干光源产生的散斑图案中仅一点的强度测量可以提供有关光源之间相对距离的信息，其精度不受衍射的限制。该理论还提出了一种替代方法的格林函数检索技术，其中的相关性的各向同性的环境噪声检测到的两个接收器被替换为测量在一个单一的点的噪声，由于两个波动的不相干的源。
2015-01-31 physics.optics
Intensity-based dynamic speckle method using JPEG and JPEG2000 compression
散斑数据的统计处理使得能够观察过程的速度。在基于强度的逐点动态散斑分析中，从在相干光下形成在物体上的散斑图案序列中提取与速度的空间分布相关的映射。对过程时间演化的监控需要存储、传输和处理大量图像。我们已经提出了这些图像的有损压缩使用JPEG和JPEG2000格式。我们比较了从非压缩和解压缩的合成和实验图像计算的地图，我们已经证明，这两种压缩格式可以应用于动态散斑分析。
2023-03-13 eess.IV physics.optics
Nonlinear propagation of an optical speckle field
本文从理论上解释了Y. Bromberg等人，Nat.Photonics \textbf{4}，721（2010）。我们研究了聚焦和散焦的情况，并在小散斑尺寸（短相关无序光束）的限制下，提供了输出端面的强度概率分布的解析渐近线。此外，我们提供了一个简单的关系，在输入和输出的聚焦非线性波导的散斑大小。所得结果对光波导和玻色-爱因斯坦凝聚体中的非线性Hanbury Brown和Twiss干涉测量具有实际意义。
2012-02-27 physics.optics
Near-field to far-field characterization of speckle patterns generated by disordered nanomaterials
本文研究了在多重散射条件下，无序介质上光学散斑的强度空间关联函数。强度分布通过扫描近场光学显微镜（SNOM）以亚波长空间分辨率在从近场（距离$ \ll λ$）连续跨越到远场区（距离$\gg λ$）的范围内的距表面的可变距离处记录。亚波长距离处的非普遍行为揭示了近场散斑图案与介质内部结构之间的联系。
2016-01-07 physics.optics
Tailored Speckle Illumination Microscopy with Enhanced Sectioning and Image Quality
Yale University（耶鲁大学）；Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院）；Boston University（波士顿大学）；Cornell University（康奈尔大学）
本文提出一种定制化三维斑点强度统计的动态斑点照明显微镜，通过轴向变化的斑点对比度增强光学切片，利用聚焦斑点的二值强度减少图像重建噪声，展示了其在生物样本成像中的优越性能。
2026-04-22 physics.optics
Complementary Speckle Patterns : deterministic interchange of intrinsic vortices and maxima through Scattering Media
通过对入射相干光束施加电荷$\pm 1$的螺旋相位延迟，实验上互换了漫射器后面获得的散斑图案的强度最小值和最大值。这种变换源于这样一种直观的预期，即紧聚焦的光束被如此改变为涡旋光束，反之亦然。的极值位置和强度分布的统计，因此产生的“互补”模式的特征在于通过数值模拟。实验证明，三个“互补散斑图案”的非相干叠加产生放大因子$\sqrt{3}$的合成散斑晶粒尺寸。一个循环排列的光学涡旋和最大值出乎意料地观察和讨论。
2016-07-22 physics.optics
Noise in laser speckle correlation and imaging techniques
我们研究了噪声的强度方差和强度相关性和结构函数测量的光散射从随机介质中的情况下，当这些数量是通过平均超过一个有限数量N的像素的数码相机。我们表明，在所有情况下，噪声尺度为1/N，它是敏感的信号对应于相邻像素的相关性，以及有效的时间平均（由于有限的采样时间）和空间平均（由于有限的像素大小）。这些结果对多散斑动态光散射、时间分辨相关光谱、散斑可见度光谱、激光散斑成像等应用中的噪声水平估计具有指导意义。
2010-05-17 physics.optics
Machine learning meets Singular Optics: Speckle-based Structured light demultiplexing
本文提出基于散斑场和CNN的结构光解复用方法，可在高噪声、局部散斑及离轴条件下识别结构光束，摆脱直接检测对光束方向和对准的依赖。
2023-11-01 physics.optics
Speckle intensity correlations of photons scattered by cold atoms
用相干光场照射稀薄的冷原子云会产生随机的强度分布，称为激光散斑。它的统计涨落包含了无序介质内部工作的介观散射过程的信息。在Assaf和Akkermans早期工作的基础上，修订版本\ Lett. \textbf{98}，083601（2007）]，我们分析了静态散斑强度相关性如何受到散射原子的内部塞曼简并性的影响。它被证明在一般的理由，散斑相关不能超过标准的瑞利定律。相反，由于哪条路径的信息存储在内部原子状态，强度相关遭受强烈的退相干，并成为指数小的扩散制度适用于光学厚云。
2015-07-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas physics.optics
Phase-probability shaping for speckle-free holographic lithography
光学全息术自1948年发明以来得到了迅速的发展，但由于难以消除不规则复场叠加中的本征涨落，使得伴随的强度随机分布的散斑至今仍难以消除。尽管空间，时间和光谱平均的散斑减少，这是极具挑战性的重建高均匀性，边缘清晰和形状无限的图像通过全息。在这里，我们预测，全息散斑可以通过缩小编码相位的概率密度分布，使光学叠加均匀化。在这种物理洞察力的指导下，开发了一种机器学习辅助的概率成形（MAPS）方法来抑制计算机生成全息图（CGH）中的强度波动，从而使实验重建具有超低散斑对比度（C=0.08）和创纪录的高边缘锐度（~1000 mm-1）的不规则图像。它打破了展示高端CGH光刻的最终障碍，从而使我们能够成功地图案化任意形状和边缘尖锐的结构，如涡旋光栅和二维随机条形码。
2022-11-18 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
Comparison of the estimation of the degree of polarization from four or two intensity images degraded by speckle noise
主动偏振成像是获取场景信息的有力工具。实际上，所获得的偏振图像可以揭示使用常规成像系统不可用的物体的偏振特性。然而，当使用相干光来照明场景时，图像被斑点噪声降级。场景的偏振特性由偏振度来表征。在标准的偏振成像系统中，需要四幅强度图像来估计这种程度。如果我们假设测量的不相关性，则可以使用正交状态对比度图像（OSCI）将该数量减少到两个图像。然而，这种办法在某些情况下似乎限制性太大。因此，我们在本文中提出了一种新的统计参数的方法来估计偏振度假设相关的测量只有两个强度图像。从四个图像，从OSCI和所提出的方法，获得的估计，使用模拟的偏振数据退化的斑点噪声进行比较。
2006-06-15 cs.IR 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
Intensity-Correlation Synthetic Wavelength Imaging in Dynamic Scattering Media
School of Physics and Astronomy, University of Glasgow（格拉斯哥大学物理与天文学院）；Wyant College of Optical Sciences, University of Arizona（亚利桑那大学怀安特光学科学学院）
针对动态散射介质成像因散斑退相关导致常规方法失效的挑战，提出基于二阶相关和合成波长全息的成像方法，利用短曝光强度图像在无相位稳定性要求下实现高分辨率重建，对复杂环境生物医学成像具有重要意义。
2025-10-31 physics.optics
Statistical Analysis of Speckle Fields
University of Alberta（阿尔伯塔大学）；Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）
研究散斑场的统计分析，直接从激光强度场计数散斑，将其视为χ₂²随机场并施加局部最大值条件，评估多种孔径光谱理论，蒙特卡罗模拟证实该理论，有更高精度，还应用于SBS反射率模型等。
2026-07-24 physics.optics physics.plasm-ph
Spectral Speckle Customization
本文提出通过控制无序多模光纤输入光的空间分布，实现光脉冲时空-光谱散斑强度统计的定制，并验证了在单波长、去相关多波长及整个脉冲光谱范围内生成任意统计特性散斑系综的可行性。
2023-08-12 physics.optics
Controlled Modulation of Depolarization in Laser Speckle
提出了一种基于两个散斑叠加的新技术，并证明了所产生的散斑的空间偏振分布的受控调制。从理论和实验上证明，通过适当选择散斑的偏振态和平均空间强度，可以实现对散斑空间偏振分布的可控调制。它还表明，所提出的技术是有用的，以产生不同的散斑图案与正弦变化的偏振度，它可以从零调谐到统一。该技术可应用于传感、生物医学研究以及确定电场矢量通过散射介质后的旋转。
2017-07-30 physics.optics
Mode matching in the field speckle pattern after graded-index fibers
基于强度矩方法，我们开发并实现了一种多模梯度折射率光纤中实时并行信息传输的新技术。要做到这一点，有必要在厄米-高斯基中测量模式振幅和相位的频谱。同时，测量了信息熵和空间相干度。
2020-07-17 physics.optics
Speckle Patterns and 2-Dimensional Spatial Models
基于包含最近邻相互作用的线性模型，给出了二维高斯格子拟合散斑强度图的结果。我们还包括一个蒙特卡罗模拟的相同的空间散斑图案，考虑到最近邻的相互作用。这些最近邻相互作用导致晶格上的空间方差结构。由此产生的空间模式波动的价值从点到点的方式的特点是一个平稳的随机过程。模拟中晶格点处的值被解释为强度水平，相邻单元中的值的差异在晶格上产生波动的强度图案。更改网格的大小将更改斑点的相对大小。增加网格尺寸倾向于在平稳过程的平均值的方向上平均强度。
2012-11-10 physics.optics stat.AP
Correlations between reflected and transmitted intensity patterns emerging from opaque disordered media
单色光通过散射介质的传播在反射和透射中产生散斑图案，并且这些图案的明显随机性阻止了通过厚混浊介质的直接成像。然而，由于弹性多次散射基本上是线性和确定性的过程，信息不会丢失，而是分布在许多自由度，可以解决和操纵。在这里，我们实验证明，反射和透射的散斑图案是相关的，即使是厚度远大于运输平均自由程的不透明介质，证明信息的生存的多次散射过程中，可以恢复。散射介质两侧之间互信息的存在为控制透射光开辟了新的可能性，而无需来自目标侧的任何反馈，而是仅使用从反射散斑收集的信息。
2017-07-12 physics.optics
Focusing through scattering medium: a fundamental trade-off between speckle size and intensity enhancement
在过去的十年中，通过修改照明光束的相位分布来使光聚焦通过高散射材料已经吸引了大量的关注，为新的应用铺平了道路。在这里，我们发现了一个权衡两个看似独立的量的关键重要性在聚焦过程中：焦点的大小后获得的散射介质和最大可实现的亮度这样的焦点。我们从理论上推导和实验证明的强度增强的焦点的基本限制，并将它们与散射现象的固有特性。我们证明，当聚焦平面更接近散射层时，强度增强限制变得占主导地位，从而限制了在高对比度下获得紧密聚焦的能力，这与探索散射材料作为高分辨率聚焦和成像平台的许多应用直接相关
2018-08-23 physics.bio-ph physics.optics
Intensity correlation speckles as a technique for removing Doppler broadening
描述了一种涉及强度相关测量的方法，该方法允许完全去除来自远距离源的电磁辐射的发射中的多普勒展宽，所述远距离源是常规的无多普勒测量无法到达的。该技术依赖于对N-1阶g（2）的校正，探测相邻谱线之间的分离，并且也适用于消除由于碰撞引起的加宽（N是发射粒子的数量，g（2）是二阶场关联函数）。可能的应用包括从引力透镜类星体的红移确定宇宙学参数。
2021-04-20 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.optics
Experimental observation of speckle instability in Kerr random media
在具有Kerr型非线性的无序介质中，由于光强起伏与局部折射率的非线性关系之间的正反馈，透射散斑图将变得不稳定.本文首次提出了液晶盒中横向散射光的散斑不稳定性的实验证据。通过对单元的光电导壁的适当照射，二维受控无序被压印在介质中，而非线性响应通过液晶分子的光学重取向获得。在临界阈值以上观察到具有振荡强度的散斑图案，发现该阈值取决于散射平均自由程，正如理论所预测的。
2010-03-25 cond-mat.dis-nn physics.optics
Superoscillation in speckle patterns
当波的局部相位梯度超过其傅立叶谱中的最大波数时，波是超振荡的。我们考虑随机光学散斑图的超振荡面积分数。这是由各向同性高斯随机波叠加的强度和相位梯度的联合概率密度函数得出的。引人注目的是，当二维叠加中的所有波具有相同的波数时，这个分数是1/3。对于圆盘光谱，该分数为1/5。虽然这些超振荡与具有设计超振荡的光场相比很弱，但它们在傍轴传播时更稳定。
2008-11-05 physics.optics
Laser beam imaging from the speckle pattern of the off-axis scattered intensity
我们研究的激光束的定位（成像）的逆问题，从测量的光散射离轴的泊松云的小颗粒的强度。从波动方程出发，分析了散射光强的微观相干性，并指出从一组CCD摄像机捕获的散斑图中确定激光束是可能的。当粒子相对于波长是小的或大的时，两组相机是足够的。对于一般的颗粒尺寸，具有两组摄像机的激光定位的准确性取决于云的散射特性。然而，三组或更多组相机允许精确定位，这对于云中颗粒的类型、大小、形状和浓度的不确定性是鲁棒的。介绍了一种新的激光束定位算法，并给出了数值例子，在海洋大气中的高能激光成像的应用有关的制度。
2017-07-19 math.AP physics.data-an physics.optics
Isotropically polarized speckle patterns
当散射体表现出强的电和磁极化率时，由电介质纳米颗粒的光学致密的随机溶液散射的光的偏振显示出奇特的性质。虽然在这些系统中的散射强度的分布显示出典型的不规则的散斑图案，入射光的螺旋度可以完全保存时，散射体的电和磁的极化率是相等的。我们表明，螺旋光束的多重散射的随机分散的“双”偶极纳米球导致散斑图案表现出完美的各向同性恒定偏振，这种情况下，可能是有用的光的相干控制，以及在随机介质中的激光。
2015-02-14 physics.optics
Controlling the intensity of light in large areas at the interfaces of a scattering medium
最近出现的波整形方法已经证明，即使是最强散射的材料，也能使光聚焦。通常在波前整形中，光聚焦在具有一个散斑大小的区域中。已经表明，不仅在目标散斑中的强度增加，而且在优化散斑之外的区域中的强度也增加。因此，即使仅控制单个散斑斑点中的强度，也增强了总透射。在这里，我们实验研究如何在散射介质的两个界面上的强度增强取决于传输侧的优化区域。我们观察到，随着优化半径的增加，总透射强度的增强增加。我们发现，伴随着减少的总反射强度，这意味着传输和反射通道之间的能量重新分配。此外，我们发现了一个定性的证据，长程反射-透射相关性。我们的研究结果是有用的，在太阳能电池，多通道量子安全通信，成像和复杂的光束传输通过散射介质中的有效光捕获。
2016-06-17 cond-mat.dis-nn physics.optics
Generalized theory of spatial coherence for superposition of two speckle patterns with polarization diversity
本文提出了一种广义的偏振分集散斑图空间相干叠加理论。该理论研究了完全相关、部分相关和完全不相关的散斑图的叠加，并从空间相干度和偏振度的角度分析了叠加后的随机场的空间相干偏振特性。研究了组成随机场的不同相关因子下，空间CP特性随偏振分集的变化，并观察到当组成散斑图不完全相关时，空间CP特性的调制。研究了两个随机场的平均强度比对空间CP特性的影响。因此，本理论研究完成的情况下，叠加的两个散斑图案的偏振多样性及其对空间CP属性的影响。
2021-11-16 physics.optics
Topological transformations of speckles
相干随机光的确定性控制对于复杂介质中的信息传输具有重要意义。然而，只有一些简单的散斑变换可以实现通过漫射器没有事先表征。如最近所示，入射光束的螺旋波阵面调制允许置换强度最大值和固有的$\pm 1$带电光学涡旋。在这里，我们研究这个循环群代数相结合的螺旋相位变换的电荷$n$，与$D_3$ -和$D_4$ -点群对称星状振幅调制。这种组合允许排列的统计加强，并将周期分别控制为3和4。示出相位鞍点以完成循环。这些结果提供了新的工具来操纵散斑中的临界点。
2019-07-17 physics.optics
Improving Dynamic Range of Speckle Correlation based Optical Lever by spatial multiplexing
基于散斑相关的光学杠杆SC OptLev具有吸引人的特性，适合于感测表面角取向的微小变化。在这项研究中，我们提出并证明了一种空间复用技术，用于提高SC OptLev的动态范围。当表面处于其初始位置时，通过横向移动图像传感器并记录较大散斑图案的不同部分来创建大于图像传感器的面积的合成散斑强度图案。然后，通过计算机程序将获取的图像拼接在一起，形成一个相对较大的合成散斑图案。在校准阶段之后，使用合成散斑强度图案来感测表面角取向的变化。通过记录位于传感器区域内的散斑图案的一部分来实时监测表面。接着，记录的散斑图案与计算机中的合成散斑图案互相关。相关峰的所得移位指示测试下的反射表面的角定向。这种空间复用技术使得能够感测超过图像传感器的物理尺寸所施加的限制的表面的角取向的变化。
2019-08-30 physics.ins-det physics.optics
Learning to see through multimode fibers
我们使用深度神经网络（DNN）来分类和重建一个大型的手写数字数据库，该数据库来自图像通过多模光纤（MMF）传播后产生的散斑图案的强度。通过长达1公里的光纤传输的图像被恢复。网络识别输入的能力随着纤维长度而降低，但是如果神经网络被训练为首先重建图像然后对其进行分类而不是直接从散斑强度对其进行分类，则性能可以得到增强。
2018-05-15 physics.optics
Machine learning assisted speckle and OAM spectrum analysis for enhanced turbulence characterisation
针对大气湍流对自由空间光系统的影响，提出一种融合强度散斑图案与OAM光谱数据的深度学习框架，基于改进InceptionNet提取多尺度特征，实现湍流参数推断，验证准确率超80%，优于单模态方法，为环境传感和FSO系统优化提供支持。
2025-08-25 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
Speckle Tweezers for Simultaneous Controlling of Low and High Refractive Index Micro-particles
操纵悬浮在流体介质中的微米和纳米级颗粒是现代纳米技术的定义目标之一。散斑镊（ST）通过引入随机分布的光场，已被用于对折射率高于其介质的微粒的布朗运动施加可检测的限制。事实上，与周期性电位相比，ST代表了更广泛的可能性，可用于此类任务。在这里，我们将ST的有用性扩展到低折射率微粒。高强度区域将这种颗粒排斥到较低强度区域中使得它们被局部限制，并且可以通过改变散斑图案的平均晶粒强度和尺寸来调节限制。聚苯乙烯和脂质体的实验验证的程序。此外，我们表明ST可以用于纳米粒子（NP）负载的脂质体。有趣的是，装载NP的脂质体和空脂质体与ST的不同相互作用使得能够使用相同的斑点图案集体操纵它们的混合物，这可以通过在装载NP的脂质体中包括NP上的电泳力来解释。我们的结果之间的不同行为的空和非空囊泡可能打开一个新的窗口，控制集体运输的药物微容器及其广泛的应用在软物质。
2021-03-18 cond-mat.soft 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
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
All-optical Edge Computing for Speckle Sensing Interrogation
INESC TEC（葡萄牙科技电子与通信研究所）；University of Porto（波尔图大学）
提出一种光学可重构的边缘计算平台，通过数字微镜器件和进化优化策略直接在光学域进行任务特定计算，实现实时多路信号分离。
2026-05-25 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
Mutual information between reflected and transmitted speckle images
本文从理论上研究了无序介质中波散射产生的反射和透射散斑图之间的互信息。记录在N个检测点（像素）的阵列上的两个散斑图像之间的互信息采取长程强度相关环的形式，我们明确地评估为无序强度和无扰数g的函数。我们的分析，支持广泛的数值模拟，揭示了交叉样本和表面空间相关性的竞争效应。像素之间的最佳距离被证明是存在的，增强了互信息的一个因素Ng相比，单像素的情况。
2017-10-10 cond-mat.dis-nn physics.optics
Speckle-free laser imaging
许多成像应用需要越来越明亮的照明源，从而促使用发光二极管（LED）、超发光二极管（SLD）和激光器替代传统的热光源。尽管它们的亮度，激光器和SLD不适合全视场成像应用，因为它们的高空间相干性导致称为散斑的相干伪影，破坏图像形成。我们最近证明，随机激光器可以被设计成提供低空间相干性。在这里，我们利用专门设计的随机激光器的低空间相干性在显著的光学散射的设置中执行无散斑全场成像。我们定量地表明，随机激光照明产生的图像表现出更高的分辨率比空间相干照明产生的图像。通过提供强烈的激光照明而没有相干伪影的缺点，随机激光器非常适合于从全场显微镜到数字光投影仪系统的全场成像应用。
2011-10-31 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
Imaging of objects through a thin scattering layer using a spectrally and spatially separated reference
当通过薄漫射介质观察时，非相干照明或发光物体产生低对比度的斑点状图案，因为这种介质有效地将它们的形状与斑点状点扩散函数（PSF）卷积。该点扩散函数可以在存在已知形状的参考对象的情况下提取。在这里，它示出的参考对象是空间和光谱上分离的对象的兴趣可以被用来获得近似的点扩散函数。关键的观察，证实了分析计算，是光谱移动的点扩散函数是强烈相关的空间缩放。利用这样获得的近似点扩散函数，散斑状图案被去卷积以在低强度的散斑状背景上产生物体的清晰和锐利的图像。
2018-04-12 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
