Phase retrieval based on intensity-only spatiotemporal wavefront shaping
Institut Langevin, ESPCI Paris, Université PSL, CNRS(朗之万研究所,巴黎高等物理化工学院,巴黎文理研究大学,法国国家科学研究中心);Saint-Pères Paris Institute for Neurosciences (SPPIN), CNRS(圣佩尔巴黎神经科学研究所,法国国家科学研究中心)
该研究提出一种基于仅强度时空波前整形的相位检索方法,利用DMD的旋转激发图案提取时空散斑谐波分量,结合梯度优化算法,可免校准地定量估计并补偿不同空间频率的相位畸变,开辟了免校准相位检索的新途径。
2026-08-28 physics.comp-ph physics.optics
Single-shot non-interferometric measurement of the phase transmission matrix in multicore fibers
本文提出了一种简单的远场单次非干涉法测量100芯以上多芯光纤相位传输矩阵的方法。这种相位恢复技术依赖于芯的非周期性布置。
2018-08-22 physics.optics
Single-step transmission matrix retrieval for fast imaging through multi-mode fibers
恢复无序介质的传输矩阵是无序光子学中一个具有挑战性的问题。通常,它的重建依赖于复杂的反演,其目的是将完全受控的输入连接到由设备扰乱的光场的确定性干涉。目前,迭代相位恢复协议提供了最快的重建框架,在几十次迭代中收敛。利用散斑相关性的知识,我们构造了一种新的相位恢复算法,减少了计算成本的一个单一的迭代。除了速度更快之外,我们的方法也比最先进的协议使用更少的测量。由于将计算时间减少了一个数量级,我们的结果对于医学成像中的实时光学操作具有开创性意义。
2021-12-16 cond-mat.dis-nn physics.comp-ph physics.ins-det
Nonconvex optimization for optimum retrieval of the transmission matrix of a multimode fiber
本文提出一种改进的非凸优化方法,用于从强度测量中高效恢复多模光纤的传输矩阵,数值和实验验证表明其在聚焦效率、鲁棒性和速度上优于现有相位恢复算法,并支持高保真图像传输。
2023-08-02 eess.SP physics.optics
Seeing through multimode fibers with real-valued intensity transmission matrices
通过多模光纤的图像传输一直是一个领域的巨大利益驱动的微型内窥镜在生物医学和更高的速度和容量的电信的需求。传统上,复值传输矩阵是通过实验获得的,以连接多模光纤的输入和输出光场用于图像检索,这使实验设置复杂化并增加了计算复杂度。在这里,我们报告了一个简单的和高速的图像检索方法的基础上,我们发现了一个伪线性的输入和输出的多模光纤的光强分布。研究了图像像素数、光纤纤芯直径和数值孔径等关键参数对图像检索的影响。我们进一步证明,各种各样的输入二进制图像可以忠实地检索使用这种方法从测量的输出散斑图案,有希望是有用的高度小型化的内窥镜在生物医学和空间模式分割多路复用在电信。
2020-06-11 eess.IV physics.optics
Storage and Retrieval of Surface Polaritons
研究了在介质和超材料界面上掺杂的量子发射体的电磁感应透明效应对表面极化激元的记忆效应。结果表明,由于界面提供的强模约束,EIT效应可以大大增强;此外,通过控制激光场的开关,可以实现SP的存储和恢复;此外,使用弱微波场可以大大提高SP存储器的效率和保真度.这些结果不仅有助于加深对SP性质的理解,而且在量子信息处理和传输方面具有广阔的应用前景。
2018-03-13 physics.optics
Retrieving effective material parameters of metamaterials characterized by nonlocal constitutive relations
参数检索是一个过程中,有效的材料属性被分配给一个给定的超材料。一种广泛使用的技术基于从超材料板的反射和透射的反演。到目前为止,局部本构关系已被频繁地考虑在此检索过程中描述的超材料在有效的水平。然而,这是不够的。检索到的局部材料特性经常不能可靠地预测在偏离检索中已经考虑的那些的情况下来自板的光学响应,例如,当以不同的入射角照射板时。为了显着改善这种情况,我们在这里描述了一个参数检索,也是基于从板的反射和透射的反演,它描述了超材料在有效水平与非局部本构关系。我们检索的有效材料参数的鱼网超材料的例子。我们证明了非局部本构关系比局部本构关系更能描述光学响应。我们的方法是广泛适用于一大类的超材料。
2018-12-20 physics.optics
Distortion-Aware Phase Retrieval Receiver for High-Order QAM Transmission with Carrierless Intensity-Only Measurements
针对无载波仅强度测量下高阶QAM传输中强度误差限制相位恢复收敛的问题,提出失真感知PR方案,通过训练与重建阶段估计并仿真信道损伤,实验实现50-GBaud 16QAM/32QAM在40/80 km SSMF上传输并达到140 Gb/s的FEC后速率。
2023-10-09 eess.SP physics.optics
Imaging objects through scattering layers and around corners by retrieval of the scattered point spread function
我们展示了一种高速的方法,通过薄散射介质和周围的角落的图像对象。该方法采用一个已知形状的参考物体来恢复散射体的散斑状点扩散函数。我们提取的点扩散函数的散射体从一个动态的场景,其中包括一个静态的参考对象,并使用此图像的动态对象。清晰的图像重建从通过漫射器的传输和从粗糙表面的反射。由Single Shot数据重建的清晰干净的图像证明了该方法的鲁棒性。
2017-09-28 physics.optics
qtOCT: quantitative transmission optical coherence tomography
本文提出qtOCT方法,通过相干门控从透射全场扫频源OCT测量中直接获取二维积分相位,实现定量透射OCT,并与数字全息显微相位图像高度一致,可作为定量相位成像的替代方案。
2024-05-23 physics.optics
Hopfield-like open channel retrieval for disordered optical media
光学传输矩阵(TM)的测量能够访问"开放通道":输入模式,特定于每个散射结构,能够提供非常高的传输。各种方法,基于多个干涉测量或入射波前的系统随机测试,能够估计激励这些开放通道所需的输入。在这里,我们首次提供了一种方法,使开放渠道的完整和无参考检索。它基于对所有输入模式对产生的所有成对干扰项的完整映射。我们表明,这些干扰项被组织成一个二元耦合矩阵,其特征值能够访问开放的信道。因此,无序光学系统的行为完全像Hopfield神经网络,其中特定的输入向量(神经元耦合矩阵的特征值)能够检索特定的记忆模式。所提出的Hopfield样开放通道检索方法,能够达到几乎100 $\%$的理论预期值的强度。此外,利用数字光调制器实现了激光在无序介质背面的高速扫描。
2022-11-22 cond-mat.dis-nn physics.comp-ph physics.optics
Intensity-only measurement of partially uncontrollable transmission matrix: demonstration with wave-field shaping in a microwave cavity
传输矩阵已经成为描述和控制复杂介质中波传播的有力工具。在某些情况下,TM是部分不可控的,使其识别和使用复杂化。在标准的光学波前整形实验中,无法控制的反射或额外的光源可能是原因;在混响腔中,无法控制的反射会产生这种效果。在这里,我们采用相位恢复技术,以确定这样一个部分不可控的系统的TM完全基于随机强度的参考测量。我们证明了我们的方法的可行性,通过集中在一个单一的目标,以及在微波腔中的多个目标,使用相位二进制空间微波调制器。
2016-06-07 physics.class-ph physics.optics
Interpretable and efficient contrast in scanning transmission electron microscopy with a diffraction grating beamsplitter
生物分子、二维材料和电磁场的有效成像取决于透射电子相位的恢复。我们展示了一种方法来测量相位扫描透射电子显微镜使用纳米制造的衍射光栅,以产生多个探测光束。测量的相位比没有离轴参考波的相衬扫描透射电子显微镜技术更可解释,并且分辨率可以超过离轴电子全息术。我们将此技术应用于纳米粒子、碳基底和电场的成像。实验中观察到的对比度与模拟中预测的对比度一致。
2018-07-28 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det physics.optics
Phase imaging in scanning transmission electron microscopy using bright-field balanced divergency method
本文提出一种基于明场平衡发散法的扫描透射电子显微镜相位成像机制,利用不同散射角度透射盘的互补强度变化,实现从原子分辨率到纳米尺度的高效、稳健相位成像,并成功用于FeGe磁相表征。
2023-07-03 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det physics.optics
Non-invasive focusing and imaging in scattering media with a fluorescence-based transmission matrix
在生物显微镜中,光散射是深度成像的主要限制。近年来,为了在强无序材料中操纵相干光,发展了一套波前整形技术。传输矩阵方法已经显示出其能够逆转散射的影响并有效地聚焦光。在实践中,矩阵通常使用侵入式探测器或低分辨率声导星进行测量。在这里,我们介绍了一种非侵入性的和全光学的策略,基于线性荧光重建的传输矩阵,并从一个荧光物体内放置的散射介质。它包括使用低秩分解和相位恢复算法对物体发出的非相干图案进行解混。我们通过实验证明了这种方法的有效性,通过强大的和选择性的聚焦。此外,从相同的测量,可以利用记忆效应相关性来成像和重建扩展对象。这种方法开辟了一条新的途径,在散射介质中成像与线性或非线性的对比机制。
2020-03-09 eess.IV physics.bio-ph physics.optics