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
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
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
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
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
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
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
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
Compressive lensless endoscopy with partial speckle scanning
UCLouvain（鲁汶大学）；Aix Marseille Univ, CNRS, Centrale Marseille, Institut Fresnel（艾克斯-马赛大学、法国国家科学研究中心、中央马赛学校、菲涅耳研究所）；Center of Molecular Imaging, Radiotherapy and Oncology (MIRO), IREC Institute, UCLouvain（分子影像、放疗与肿瘤学中心（MIRO），IREC研究所，鲁汶大学）；Lightcore Tehnologies（Lightcore Technologies公司）
无透镜内窥镜（LE）是一种很有前途的设备，以获取在细胞尺度上的体内图像。探针的微小尺寸使得能够对组织进行深入探索。具有多芯光纤（MCF）的无透镜内窥镜检查通常使用空间光调制器（SLM）在MCF的输出处相干地将几百个细光束组合成聚焦点。随后将该点扫描穿过样品以生成荧光图像。我们在这里提出了一种新的扫描方案，部分散斑扫描（PSS），受压缩传感理论的启发，避免使用SLM在LE中进行荧光成像，减少采集时间。这种策略避免了光漂白，同时保持高的重建质量。我们在LE的两个关键特性上开发了我们的方法：（i）容易产生散斑的能力，以及（ii）MCF中的记忆效应，允许使用快速扫描镜来改变光图案。首先，我们证明了散斑是次指数随机场。尽管它们的粒度结构，适当的选择的重建参数，使它们成为良好的候选人，以建立有效的传感矩阵。然后，我们数值验证我们的方法，并将其应用于实验数据。所提出的传感技术优于传统的光栅扫描：更高的重建质量，实现了少得多的意见。对于固定的重建质量，我们的散斑扫描方法比压缩传感方案更快，压缩传感方案需要为每次观察改变散斑图案。
2021-04-22 cs.CV physics.med-ph 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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Acousto-optic tomography beyond the acoustic diffraction-limit using speckle decorrelation
声光层析成像（AOT）通过散射光的局部超声调制实现散射样品内部深处的光学对比成像。然而，AOT的分辨率固有地受到超声焦点尺寸的限制，从而禁止微观调查。在过去的几年里，数字波前整形领域的进步已经允许开发新的方法来克服AOT的声学分辨率限制。然而，这些新颖的方法需要在样本散斑去相关时间内执行数千次波前测量，限制了它们对静态样本的应用。在这里，我们表明，它是可能的，通过利用散斑去相关的自然动力学，而不是试图克服它们，超过与传统的AOT系统的声学分辨率限制。我们实现这一点，通过适应超分辨率光学波动成像（SOFI），最初开发的闪烁荧光团成像的原则，AOT。我们表明，自然波动的光学散斑颗粒可以作为闪烁的荧光团的类似物，使超分辨率波动的声光信号的统计分析。
2018-12-11 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
X-Ray Multimodal Tomography Using Speckle-Vector Tracking
我们展示了计算机断层扫描（CT）重建从吸收，相位和暗场信号获得的扫描时获得的X射线探测光与散斑调制。提出了两种不同的隔行扫描方案来减少样本曝光的数量。首先，已经证明的用于投影成像的X射线斑点矢量跟踪（XSVT）概念允许从每次投影的多个图像进行三信号CT重建。第二，一个修改后的XSVT方法示出，以提供吸收和相位重建，这一次从一个单一的图像，每个角投影。从同步加速器设施获得的数据重建强调了复杂样品成像方法的潜力。
2016-04-20 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
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
Hybrid photoacoustic/fluorescence microendoscopy through a multimode fiber using speckle illumination
我们提出了一个超薄的混合成像系统的基础上，多模光纤（MMF）和光纤水听器，结合光学分辨率光声和荧光显微镜。为了控制在MMF的远端尖端处的照明，数字调制装置调制耦合到MMF中的光学波前的振幅。一组预校准的散斑照明与重建算法相结合，使得位于光纤远端的样品的光声和荧光成像具有由数值孔径确定的光学分辨率。
2018-12-28 physics.optics
Enhancing Speckle Statistics for Imaging inside Scattering Media
我们利用记忆效应散斑相关的非相干线性（单光子）荧光光源散射组织后面的成像。虽然基于记忆效应的成像技术在过去已经被大量研究，但是对于厚的散射层和复杂的照明图案，这些相关性很弱，限制了该想法的实际适用性。在这项工作中，我们引入了一个空间光调制器（SLM）之间的组织样本和成像传感器和捕获多个调制的散斑图案。我们表明，通过正确设计的调制模式和重建算法，我们可以大大提高数据中的统计相关性。我们利用这一点来证明重建的散射组织背后的百万像素宽的荧光图案。
2022-07-16 eess.IV physics.optics
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
Adaptive Speckle Imaging Interferometry: a new technique for the analysis of microstructure dynamics, drying processes and coating formation
我们描述了一个扩展的多散斑扩散波光谱适合遵循非稳态微观动力学干燥薄膜和涂层在一个非常活跃的方式，并具有高的动态范围。我们称这种技术为“自适应散斑成像干涉术”。我们引入了一个有效的工具，像距，以评估散斑动力学，和“散斑率”（SR，以Hz为单位）的概念来量化这种动态。自适应算法绘制了一个简单的动力学，SR的时间演变，提供了干燥现象的非侵入性表征。介绍了一种新的商用仪器HORUS（R），它以ASII为基础，专门用于分析薄膜的形成和干燥过程。
2007-11-08 cond-mat.soft physics.optics
Combined optimization ghost imaging based on random speckle field
针对鬼成像需大量测量数据、分辨率低且重建慢的问题，提出结合QR分解等正交方法与Kronecker积的散斑图案优化方案，以提升成像效率与质量。
2024-03-06 eess.IV physics.optics
Complementary Speckle STED Microscopy
本文提出一种使用互补散斑作为激发和耗尽光束的 STED 显微镜新方案，利用散斑中高密度的内在光学涡旋，在荧光微珠和生物样本上实现了空间分辨率增强，为超分辨三维成像提供了在时间分辨率和光漂白方面具有前景的稳健方法。
2025-03-04 physics.optics
Compensation of aberration and speckle noise in quantitative phase imaging using lateral shifting and spiral phase integration
本文提出了一种简单有效的方法来消除定量相位成像中的系统像差和散斑噪声。利用螺旋积分法，从三幅横向位移的相位图中计算出系统像差的完整信息。本方法在测量其中背景区域的获取具有挑战性的汇合样品时特别有用。为了证明有效性和适用性，我们提出了各种类型的样品，包括微球，HeLa细胞和小鼠脑组织的测量。系统地分析和讨论了工作条件和限制。
2017-09-29 physics.bio-ph physics.optics
Phase-sensitive interferometry of decorrelated speckle patterns
相敏相干成像利用后向散射光的相位变化来观察散射结构的微小变化或折射率的变化。但是移动的散射体或波动的折射率使图像中的相位和散斑图案去相关。通常认为，一旦散斑图案改变，相位就被扰乱，并且与原始图案的任何有意义的相位差被去除。因此，低于分辨率的扩散和组织运动阻碍了生物样本的相敏成像。在这里，我们表明，令人惊讶的是，去相关散斑图案之间的相位比较仍然是可能的，通过利用一系列的图像在去相关过程中获得的。由此产生的评估计划是数学上等价的方法，通过湍流天空的散斑干涉天文成像。因此，我们采用的想法，散斑干涉相敏成像在生物组织，并证明其有效性的模拟数据和感光细胞活动的成像与相敏光学相干断层扫描。所描述的方法可以应用于使用相位值进行干涉测量的任何成像模态。
2019-03-07 physics.comp-ph physics.optics
Fluorescence lifetime imaging via spatio-temporal speckle patterns in single-pixel camera configuration
光致发光（PL）光谱提供了很好的方法来映射纳秒时间尺度上的PL衰减。然而，捕获微秒时间尺度上的排放动态图可能非常耗时。我们提出了一种新的荧光寿命成像FLIM的方法，它结合了随机时间散斑激发（RATS）的概念与基于空间散斑的单像素相机的概念。时空散斑图案使得能够以无与伦比的简单性映射PL动态。此外，该方法可以在几分钟内获得所有必要的数据来映射PL衰变在微秒的时间尺度。我们提出了两个样品的测量原理的证明，并比较重建的衰变的非成像测量。最后，我们讨论了预处理程序和其他因素对重建噪声水平的影响。所提出的方法适用于寿命成像过程中的几个样品，包括载流子动力学的钙钛矿或监测固态发光体与长寿命的PL。
2020-12-04 physics.bio-ph 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
Shot-noise detection of ultrasound-tagged photons in ultrasound-modulated optical imaging
我们提出了一种新的检测方法，超声调制光学层析成像，使我们能够执行并行散斑检测与最佳的散粒噪声灵敏度，使用CCD相机。此外，我们表明，利用空间滤波器系统，使我们能够完全滤除斑点去相关噪声。该方法得到了测试实验的证实
2008-04-14 physics.optics
