Imaging of a vibrating object by Sideband Digital Holography
我们利用边带数字全息术对振动物体的振幅进行了定量测量。由物体散射的光上的频率边带，偏移n倍的振动频率，选择性地检测外差全息术，并计算不同阶数n的物体的图像。已经观察到高达n=120的阶数，允许测量明显大于光波长的振荡幅度。利用每个n值的强度零点的位置，我们重建了物体振动的形状。
2009-03-13 physics.optics
Imaging Gold Nanoparticles in Living Cells Environments using Heterodyne Digital Holographic Microscopy
本文介绍了一种基于外差数字全息术的显微成像技术，可以在细胞环境中对亚波长尺寸的金胶体进行成像。3T3小鼠成纤维细胞的表面细胞受体用40 nm金纳米颗粒标记，并且生物样本用全息显微镜以全内反射配置成像。由于金纳米颗粒的散射效率高于细胞结构的散射效率，因此在整个样品散射场的3D映射内获得金标记物的准确定位，在x、y和z方向上的横向精度分别为5 nm和100 nm，证明了全息显微镜在活细胞环境中定位纳米颗粒的能力。
2009-11-26 physics.optics
Single-shot Fresnel incoherent digital holography based on geometric phase lens
单次激发和非相干成像是数字全息技术拓展应用范围的两个重要特性。本文提出了一种简单、紧凑的同轴菲涅耳非相干数字全息记录系统，它具有单次拍摄和三维成像的能力。利用GP透镜特有的分波特性，采用GP透镜作为共光路干涉仪。利用偏振成像相机和空分复用技术实现了平行相移全息的单次拍摄。所提出的技术和设置的能力，实验证实了两个标准的测试图表的图像。
2018-11-16 physics.optics
Holographic Digital Fourier Microscopy for Selective Imaging of Biological Tissue
本文提出了一种利用数字傅里叶全息术对生物组织等混浊介质中不同尺寸散射体进行选择性成像的方法。数字傅里叶显微镜（DFM）结合了傅里叶全息和高分辨率数字记录，在应用滤波以突出组织中感兴趣的散射体方面具有至关重要的灵活性。高分辨率数字全息图是傅里叶全息图帧的整理形成大尺寸复合全息图的结果。与应用于小尺寸物体成像的传统直接数字成像（例如相位显微镜）相比，预计DFM具有更高的信噪比。使用生物体模的傅立叶滤波能力的DFM的演示代表了本文的主要焦点。
2005-02-04 physics.bio-ph physics.optics
Quasi one-shot full-field surface profilometry using digital diffractive-confocal imaging correlation microscope
提出了一种基于数字化衍射-共焦成像相关显微镜的一次全视场表面轮廓测量方法。光学配置采用共焦显微镜设置，并建立在DMD上，以产生特定的针孔阵列排列，以最大限度地减少串扰效应。提出了一种由针孔衍射图样生成归一化互相关深度响应曲线的新方法。使用这种方法，亚微米尺度的深度可以检测到高精度和精度。
2019-04-11 physics.app-ph physics.optics
Digital defocus aberration interference for automated optical microscopy
California Institute of Technology（加州理工学院）
本文提出了一种基于数字散焦像差干涉的自动聚焦方法，通过双LED设置实现高效且通用的散焦检测，适用于多种成像模式，显著扩展景深范围。
2026-02-19 physics.optics
Depth Compensated Spectral Domain Optical Coherence Tomography via Digital Compensation
谱域光学相干断层扫描（SD-OCT）是一种公知的成像模式，其允许以细胞水平分辨率对不同生物组织的形态进行\textit{in-vivo}可视化。就轴向分辨率和信噪比（SNR）而言，总体SD-OCT成像质量随成像深度而降低，而横向分辨率随距焦平面的距离而降低。这种图像质量下降是由于SD-OCT成像系统的设计和成像对象的光学特性。在这里，我们提出了一种新的深度补偿SD-OCT（DC-OCT）系统，它集成了深度补偿数字信号处理（DC-DSP）模块，通过数字补偿提高整体成像质量。所设计的DC-DSP模块可以集成到任何SD-OCT系统中，并且能够同时补偿轴向和横向分辨率的深度相关损失、深度变化的SNR以及旁瓣伪影，以提高成像质量。集成的DC-DSP模块基于统一的最大后验概率（MAP）框架，该框架结合了随机全连接条件随机场（SF-CRF）模型，以产生具有减少的斑点噪声和伪影以及更高的空间分辨率的断层图像。我们提出的DC-OCT系统的性能进行了测试，对美国空军的分辨率目标以及不同的生物组织样本，结果表明，所提出的DC-OCT系统的潜力，提高空间分辨率，对比度和信噪比。
2015-07-17 physics.optics
Rapid mapping of digital integrated circuit logic gates via multi-spectral backside imaging
现代半导体集成电路越来越多地在不可信的第三方代工厂制造。现在在硬件级别存在恶意篡改的无数安全威胁，因此明确且迫切需要新的工具，以实现电路布局的快速，稳健和低成本验证。光学背面成像提供了一个有吸引力的平台，但其有限的分辨率和吞吐量无法应付现代电路的纳米尺寸和大面积成像的需要。我们提出并证明了一种多光谱成像方法，以克服这些障碍，确定关键电路元件的基础上，他们的光谱响应。这避免了直接对定义它们的纳米级组件进行成像的需要，从而将分辨率和空间采样要求分别放宽了1个和2 - 4个数量级。我们的研究结果直接解决了集成电路供应链中的关键安全需求，并突出了光谱技术在解决半导体集成电路中不断缩小的特征尺寸成像所造成的基本分辨率障碍方面的潜力。
2016-05-30 physics.optics
Single-pixel digital "ghost" holography
自其发现以来，“鬼”衍射现象已成为一种非传统的光学成像技术，具有非常有前途的优势。然而，提取结构化和真实物体的强度和相位信息仍然是一个挑战。在这里，我们表明，通过采用标准数字全息术的概念，可以用单像素配置记录“幽灵”全息图。提出的零差方案使相位成像具有纳米深度分辨率、三维聚焦能力，并且显示出高的信噪比。
2013-05-30 physics.optics
Solution for the finite space-bandwidth limitation in digital holography
本文提出通过角度调制分析混叠副本、上采样去除高阶衍射并结合学习去噪，实现仅用低分辨率全息图重建高分辨率图像，突破数字全息空间带宽限制。
2025-06-22 physics.optics
Joint optical-digital design strategy for adaptive optics systems: application to wavelength selection for satellite imaging
ONERA, Université Paris Saclay（法国航空航天研究院，巴黎萨克雷大学）
本文提出了一种联合光学-数字设计策略，用于优化自适应光学辅助成像系统的波长分布，提高其对湍流和光源变化的鲁棒性。
2026-02-06 astro-ph.IM physics.optics
Ultrahigh-speed digital holography for quantitative Doppler imaging of the human retina
本文提出利用超高速数字全息术与前向散射模型进行眼底确定性信号分析，实现视网膜主要面内动脉绝对血流量的定量多普勒成像。
2025-04-14 physics.ins-det physics.med-ph physics.optics
Systematic Analysis of Ferroelectric Domain Dynamics in Periodically Poled Lithium Niobate Waveguides Using Two-Photon Microscopy and Digital Imaging Processing
Phase Sensitive Innovations Inc（Phase Sensitive Innovations 公司）；University of Delaware（特拉华大学）
本研究利用双光子显微镜和数字图像处理技术，系统分析周期性极化锂铌酸波导中铁电域动态，提出了一种可扩展的表征方法以优化PPLN器件制造。
2026-02-08 physics.optics
Advancing optical imaging systems with digital fabrication
本文探讨了数字制造如何通过简化装配、降低复制障碍和实现模块化集成，推动光学系统的发展，并提出实用设计指南和未来发展方向。
2026-10-27 physics.bio-ph physics.ins-det physics.optics
Digital confocal microscopy through a multimode fiber
获取生物组织内部的高对比度光学图像仍然是一个具有挑战性的问题。共焦显微镜是生物医学成像的重要工具，因为它通过拒绝背景信号来提高图像质量。然而，由于光散射，它在深层组织中的灵敏度低。最近，多模光纤通过控制光在其中的传播，为微创内窥镜成像提供了一种新的范例。在这里，我们介绍了一种组合成像技术，共焦图像通过多模光纤采集。我们实现这一点，通过数字工程的激发波前，然后应用虚拟数字针孔上收集的信号。通过这种方式，我们能够通过光纤获得对比度显著提高的图像。在数值孔径为0.22的光纤中，我们获得了1.5 μ m的横向分辨率和12.7 μ m的轴向分辨率。点扫描速率目前受到我们的空间光调制器（20Hz）的限制。
2015-09-15 physics.optics
Scanning-free three-dimensional fluorescent dipoles imaging by polarization self-interference digital holography (pSIDH)
针对传统偏振显微镜无法同时捕获三维结构与分子取向的问题，提出偏振自干涉数字全息术（pSIDH），实现无扫描三维体积偏振成像，提升测量精度，为生物复杂架构研究提供快速工具。
2025-04-15 physics.optics
Non-invasive estimation of the metabolic heat production of breast tumors using digital infrared imaging
在这项工作中，由乳腺肿瘤产生的代谢热估计间接和非侵入性的数字红外图像和数值模拟一个简化的乳腺模型和癌性肿瘤，这个参数可以是临床上的重要性，因为它已经与倍增体积的时间和恶性特定的肿瘤。结果表明，数字红外成像有可能估计在一个非侵入性的方式通过计算其代谢产热的生物热热传递模型的肿瘤的恶性程度。
2011-12-09 physics.bio-ph physics.med-ph physics.optics
Performance Validation of Coded Wavefront Sensing for Quantitative Phase Imaging of Static and Dynamic Specimens Using Digital Holographic Microscopy
本文验证编码波前传感（Coded-WFS）用于静态硅珠和动态HEK细胞定量相位成像的性能，通过数字全息显微镜（DHM）验证其相位恢复准确性，并报告明场强度与光程延迟的比较结果。
2025-08-23 eess.SP physics.optics
Far-Field Super-Resolution Imaging By Nonlinear Excited Evanescent Waves
阿贝分辨率极限是最著名的物理极限之一，它对任何波系统的成像、波输运和动力学都提出了巨大的挑战。这个阿贝极限最初是在线性光学中制定的，可以使用非线性光学相互作用来打破。在这里，我们扩展到一个非线性制度的阿贝理论和实验证明了远场，标签免费，和扫描免费的超分辨率成像技术的基础上非线性四波混频恢复近场散射倏逝波，实现亚波长分辨率的$λ/15.6$。该方法为生物医学成像、半导体计量学和光刻技术的应用铺平了道路。
2021-01-14 physics.optics
Imaging Multiple Colloidal Particles by Fitting Electromagnetic Scattering Solutions to Digital Holograms
数字全息显微术是一种快速的三维成像技术，在软物质物理研究中有着广泛的应用。最近的研究表明，电磁散射的解决方案可以拟合到数字全息图，以获得纳米精度和毫秒级的时间分辨率的孤立胶体球的三维位置。在这里，我们描述了新技术的结果，这些技术扩展了可以通过拟合研究的系统范围。我们表明，一个精确的多球叠加散射的解决方案可以用来适应全息的胶体团簇包含多达六个球。我们还介绍了一个近似的和计算上更简单的解决方案，米氏叠加，这是有效的多个领域间隔几个波长或更多。我们表明，这种方法可以用来拟合全息图的几个球上的乳胶液滴，我们给出了一个定量的标准来评估其有效性。
2015-12-29 cond-mat.soft physics.optics
Subwavelength resolution Fourier ptychography with hemispherical digital condensers
傅立叶重叠关联成像（FP）是一种很有前途的计算成像技术，它克服了传统显微镜的物理空间带宽积（SBP）的限制，通过应用角度多样性照明。然而，到目前为止，由于具有弱照明亮度和衰减的信噪比（SNR）的平面几何形状的约束，利用商用LED板可实现的有效成像数值孔径（NA）仍然限于利用4 × 0.1 NA物镜的0.3至0.7的范围。因此，可实现的最高半节距分辨率通常被限制在500至1000 nm之间，这不能满足高分辨率生物医学成像应用的一些需求。虽然可以通过使用具有较大NA的较高放大率物镜而不是放大照明NA来提高分辨率，但是SBP在一定程度上被抑制，使得FP技术不那么吸引人，因为在该FP平台中视场（FOV）的减小比分辨率的提高大得多。在此，在本文中，我们首先提出了一个亚波长分辨率傅立叶重叠关联成像（SRFP）平台与半球形数字聚光器提供高角度可编程平面波照明的0.95 NA，获得了4X0.1NA物镜，在半-间距分辨率为244 nm，波长为465 nm，跨越14.60 mm 2的宽FOV，对应于245百万像素的SBP。我们的工作提供了一个重要的一步，FP对高NA成像应用，而不会scarfing的FOV，使其更加实用和吸引力。
2018-06-14 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
Nonlinear imaging with all-dielectric metasurfaces
非线性超颖表面结合了它们的线性对应物的许多功能，例如波前成形，但同时它们执行非线性光学变换。这种双重功能导致了相当不直观的物理行为，这对于许多光子应用来说仍然是广泛未开发的。非线性过程使得一些控制线性超颖表面功能的基本原理不能直接应用，例如叠加原理和几何光学近似。另一方面，非线性超颖表面促进了在线性区域中不可能的新现象。在这里，我们研究的对象通过介电非线性超透镜的成像。我们用红外线照射物体，并记录它们在可见光三次谐波波长下产生的图像。我们回顾了经典的透镜理论，提出了一个广义高斯透镜方程的非线性成像，实验和分析验证。我们还证明了实验高阶空间相关性的非线性超透镜促进，导致额外的图像功能。
2020-05-20 physics.optics
Nonlinear imaging through a golden spiral multicore fiber
我们报告了一种新型的金色螺旋多芯光纤的双光子无透镜成像。这种独特的布局优化了旁瓣电平、视场、串扰、群延迟和模式密度，实现了至少10.9 dB的旁瓣对比度。我们通过实验证明了用飞秒脉冲产生和扫描焦点并进行双光子成像的能力。
2018-06-05 physics.optics
Imaging through nonlinear metalens using second harmonic generation
光在超颖表面处的突然相变在波操纵中提供了高灵活性，而不需要通过色散材料积累传播相位。在线性光学领域，超表面的一个重要应用领域是通过平面超透镜成像，与传统的光学微透镜系统相比，这使得器件小型化和像差校正成为可能。随着将非线性响应纳入被动超颖表面，超透镜的光学功能有望进一步丰富，从而带来全新的应用领域。在这里，我们展示了成像与非线性超透镜，结合了一个平面透镜的功能，同时频率转换。利用这种非线性超透镜，我们在实验上演示了近红外线对物体的成像，而图像出现在可见光频率范围的二次谐波信号中。此外，这些非线性超透镜的功能可以通过切换圆偏振基波的旋向性来修改，从而导致真实或虚拟的非线性图像形成。非线性超透镜不仅能够通过可见光探测器实现红外线成像，而且能够通过超表面器件调制非线性光学响应，而基波不受影响，这为新型光电子器件提供了非线性信息处理的能力。
2020-04-14 physics.optics
Introducing GPGPUs to smartphone-based digital holographic microscope for 3D imaging
本文提出一种由 GPU 加速、结合三维打印光学器件与 Android 智能手机重建的低成本实时数字全息显微镜，实现三维成像且帧率较 CPU 方案提升约 1.65 倍。
2025-03-17 cs.GR physics.optics
Nonlinear differential imaging via vectorial parametric interaction
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）
提出基于参量波混频的非线性矢量机制实现光学图像微分，通过求解全矢量波动方程证明频率转换内在地产生对应空间导数的交叉偏振分量，并利用二阶非线性晶体的偏振选择性相位匹配实现无滤波器成像。
2026-06-23 physics.optics
Nonlinear interferometric vibrational imaging
相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）过程是“相干的”，但大多数非相干光谱CARS测量通常会丢失反斯托克斯辐射的相位。我们提出了一种新的拉曼显微成像方法，称为非线性干涉振动成像，通过非线性干涉获得的时间反斯托克斯信号测量拉曼光谱。随着反斯托克斯信号的更完整的知识，我们通过模拟表明，高分辨率的拉曼光谱可以获得一个分子在一个单一的脉冲使用宽带辐射。这可能有助于识别组织中分子种类的三维空间分布。
2003-11-17 physics.optics
Digital holographic imaging for free surfaces of superfluid helium
School of Mathematical Sciences, University of Nottingham（诺丁汉大学数学科学学院）；Institut Néel, CNRS-UGA（内尔研究所，法国国家科学研究中心-格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；Department of Physics, University of Strathclyde（斯特拉斯克莱德大学物理系）；School of Physics and Astronomy, University of Nottingham（诺丁汉大学物理与天文学学院）；Laboratoire Kastler-Brossel, Sorbonne Université, ENS-Université PSL, CNRS, Collège de France（卡斯特尔-布罗塞尔实验室，索邦大学，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，法兰西公学院）
针对超流氦自由表面成像挑战，采用离轴数字全息术实现纳米至微米级界面波动非接触测量，结合机器学习分析噪声驱动模式，重构色散关系并测量膜厚。
2026-07-02 physics.optics
Automated Fourier space region-recognition filtering for off-axis digital holographic microscopy
生物样品的自动化无标记定量成像可以极大地有利于高通量疾病诊断。数字全息显微镜（DHM）是一种功能强大的定量无标记成像工具，可非侵入性地检索细胞样品的结构细节。在离轴DHM中，傅立叶空间中合适的空间滤波窗口对重建相位图像的质量至关重要。在这里，我们描述了一个区域识别方法，结合形状识别与迭代阈值提取频率分量的最佳形状。区域识别技术提供了全自动的自适应滤波，可以在各种样本和成像条件下工作。当通过光学散射生物水凝胶基质成像时，该技术超越了以前的直方图阈值技术，而无需任何手动干预。最后，我们自动提取疟原虫感染和未感染的红细胞之间的光学高度的统计差异。本文所述的方法为在厚细胞培养物中对活细胞成像的自动DHM成像中实现更大的自主性铺平了道路。
2016-07-15 physics.optics q-bio.TO
Off-axis digital holography with multiplexed volume Bragg gratings
我们报告了一种基于共路离轴数字全息术的光学成像设计，使用多路复用体布拉格光栅。在报道的方法中，参考光波通过体布拉格光栅的偏转和空间滤波而制成。该设计具有简单、稳定和对未对准的鲁棒性等优点。
2018-04-26 physics.optics
Compression, Restoration, Re-sampling, Compressive Sensing: Fast Transforms in Digital Imaging
Tel Aviv University（特拉维夫大学）
变换图像处理方法是在诸如离散傅立叶、离散余弦、小波等的图像变换域中工作的方法。它们是图像压缩、图像复原、图像重采样和几何变换中的基本工具，可以追溯到20世纪70年代初。本文介绍了这些方法的审查，重点是他们的比较和关系，从变换图像压缩方法的第一步，自适应和局部自适应变换域滤波器的图像复原，精确的图像重采样和图像重建的稀疏样本的方法和“压缩感知”的方法，在过去的几年里已经得到普及。这篇评论具有辅导性质和目的。
2014-08-27 cs.CV physics.optics
Mid-infrared edge-enhanced imaging via angle-selective nonlinear filtering
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）
提出一种通过非线性角度选择性滤波实现中红外上转换成像在明场和边缘增强模式间高度可调谐的方案，数值演示了通过晶体温度调谐切换模式及双色照明同时获取两种信息的能力。
2026-05-27 physics.optics
Low-intensity illumination for lensless digital holographic microscopy with minimized sample interaction
本研究探讨低光子预算下无透镜数字全息显微镜的成像能力，证明低至7微瓦照明仍可保持高对比度与分辨率，并通过数值去噪抑制噪声，为活细胞成像提供最小化样品相互作用的新方法。
2023-05-15 physics.optics
Mid-infrared nonlinear pinhole imaging
State Key Laboratory of Precision Spectroscopy, and Hainan Institute, East China Normal University（精密光谱学国家重点实验室及海南研究院，华东师范大学）；Chongqing Key Laboratory of Precision Optics, Chongqing Institute of East China Normal University（精密光学重庆市重点实验室，华东理工大学重庆研究院）；Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University（极端光学协同创新中心，山西大学）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）；Chongqing Institute for Brain and Intelligence, Guangyang Bay Laboratory（重庆脑与智能研究所，广阳湾实验室）
本文提出并实现了一种基于非线性空间滤波的中红外针孔成像系统，通过光泵浦形成可调谐针孔并利用上转换探测，实现了大景深、宽视场和深度分辨成像。
2026-05-22 physics.optics
Optical synthetic sampling imaging: concept and an example of microscopy
数字二维空间采样器件（如电荷耦合器件）已广泛应用于各种成像系统，特别是计算成像系统。然而，数字采样设备的欠采样是限制所获取图像的分辨率的问题。在这项研究中，我们提出了一个合成采样成像（SSI）的概念来解决欠采样问题。它结合了结构照明系统和传统的二维图像检测系统，同时从照明和检测侧的样品。然后，我们综合的照明采样率和检测采样率重建高采样率的图像。建议SSI的概念是由显微镜的一个例子证明。实验结果表明，该方法可以使显微镜的采样分辨率提高一倍。综合采样方案，其中采样任务由照明和检测侧分担，为解决数字成像系统的欠采样问题提供了见解。
2019-05-13 eess.IV physics.optics
Robust data analysis and imaging with computational ghost imaging
当今世界已经进入数字化时代，数据分析和可视化变得越来越重要。模拟真实物体的成像，我们证明了计算鬼成像可以成像的数字数据，以显示其特性，如周期性。此外，我们的实验结果表明，使用光学成像方法来分析数据显示出独特的优势，特别是在抗干扰。计算鬼像的数据分析可以很好地执行对强噪声，随机幅度和相位变化的二值化信号。这种稳健的数据数据分析和成像在大数据分析、气象、天文、经济等诸多领域都有重要的应用前景。
2021-11-06 eess.IV physics.optics
Resolution analysis in a lens-free on-chip digital holographic microscope
无透镜片上数字全息显微术（LFOCDHM）是一种现代成像技术，其中样品直接放置在数字传感器上或非常接近数字传感器，并由位于其上方的部分相干光源照射。在数字传感器所处的平面处的（未散射的）波，产生数字全息图，该数字全息图可以以几种方式处理，以使用反向传播算法提取和数字重建聚焦图像。LFOCDHM不需要任何透镜和其他中间光学组件，具有独特的优势，即在具有成本效益和紧凑设计的成像传感器的原生宽视场（FOV）上提供接近1的大有效数值孔径（NA）。然而，与传统的相干衍射限制成像系统不同，其中限制孔径用于定义系统性能，典型的无透镜显微镜仅产生远低于理想相干衍射限制的折衷成像分辨率。至少有五个主要因素可能会导致这种限制，即，样本到传感器的距离，照明的空间和时间相干性，有限大小的等距传感器像素，以及用于重建的图像子FOV的有限范围，这还没有被系统地和严格地探索到现在。在这项工作中，我们推导出五个传递函数模型，所有这些物理效应和相互作用的LFOCDHM的成像分辨率上的这些模型。我们还研究了如何利用我们的理论模型来优化光学设计或预测一个给定的LFOCDHM系统的理论分辨率极限。我们提出了一系列的模拟和实验，以确认我们的理论模型的有效性。
2019-06-14 eess.IV physics.optics
Interferometric imaging of amplitude and phase of spatial biphoton states
从高维量子通信到量子成像，高维双光子态是量子应用的重要资源。一个关键的任务是充分表征这些状态，这通常是耗时的，并且当采用投影测量方法时不可扩展。然而，符合成像技术的新进展允许通过并行多个测量来克服这些限制。在这里，我们介绍了双光子数字全息，在模拟离轴数字全息，其中的重合成像的叠加的一个未知的状态与参考一个被用来执行量子态层析。我们将这种方法应用于非线性晶体中的自发参量下转换发射的单光子，当泵浦光子具有各种量子态时。所提出的重建技术允许一个更有效的（3个数量级更快）和可靠的（87%的平均保真度）表征的状态在任意空间模式的基础上，与以前进行的实验相比。多光子数字全息术可以为高效精确的计算鬼像成像和高维量子信息处理铺平道路。
2023-02-16 physics.optics quant-ph
Rapid and high-sensitive NV-based microwave field imaging via digital lock-in amplification for on-chip microstrip diagnostics
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）
本文提出结合金刚石NV色心宽场成像与数字锁相放大技术，实现快速高灵敏微波场成像，灵敏度达126 nT/√Hz，像素驻留时间低于1毫秒，空间分辨率1.6 μm，可用于集成电路准实时无损诊断。
2026-09-09 physics.optics quant-ph
Nonlinear imaging in photonic lattices
我们表明，非线性成像是可能的周期性波导配置，只要我们使用两个不同的部分的非线性介质的相反的符号的克尔非线性，在一般情况下，没有其他限制其幅度。第二介质用于实现有效的“反向传播”。实现非线性成像的主要成分是耦合系数的符号和幅度的控制。我们数值测试我们的结果在一维和二维正方形波导排列。
2016-12-20 nlin.PS physics.optics
Ultrabroad-Band Direct Digital Refractive Index Imaging Based on Suspended Graphene Plasmon Cavities
中红外光谱法是化学鉴定和成分分析所必需的，因为存在特征分子吸收指纹。然而，这是非常具有挑战性的，以确定在低浓度下使用当前的光子系统在宽的中红外光谱范围内的分析物的折射率。我们提出了一种基于成像的纳米光子技术的折射率测定。该技术是基于深亚波长石墨烯等离子体腔，并允许检索的分子浓度。这种方法的特点是一个二维阵列的悬浮石墨烯等离子体腔，其中极高的电场增强和非凡的压缩石墨烯等离子体可以同时实现通过结合浅腔和深腔。这使得共振晶胞能够在多个光谱点处以阵列的空间吸收图案读出，并且所得到的信息然后被转换成分析物的折射率。与目前基于分子吸收的纳米光子技术相比，所提出的技术提供了补充信息，包括折射率测量的能力，超宽带可测量光谱范围以及所需分析物的小体积，从而将折射传感技术的潜力推向红外频率。
2020-11-12 physics.app-ph physics.optics
Holographic imaging of unlabelled sperm cells for semen analysis: a review
人类和动物的雄性生殖健康是生物学研究的一个重要领域。为了表征精子细胞的形态、活力和浓度，这是表征它们的最重要参数，数字全息术被证明是一种有吸引力的技术。事实上，它是一种无标记、非侵入性和高分辨率的方法，能够对活标本进行表征。本文综述了数字全息技术在精液分析中的应用现状和最新成果，并探讨了数字全息技术在精液分析中的新应用。
2014-11-26 physics.bio-ph physics.med-ph physics.optics
Hyperspectral terahertz microscopy via nonlinear ghost imaging
我们通过实验证明了时间分辨非线性鬼成像及其在难以访问的波长区域（如太赫兹域）执行高光谱成像的能力。我们通过结合非线性二次稀疏生成和傅立叶平面中的非线性检测来操作。我们证明，传统的时间片方法是容易在近场成像由于时空耦合，这是克服了我们的技术的基本限制。作为我们的实现的概念验证，我们表明，我们可以提供实验访问高光谱图像完全无法恢复，通过标准的固定时间的方法。
2019-10-24 physics.ins-det physics.optics
Nonlinear All Optical Digital Amplification of the Light Pulse in Weakly Coupled Photonic Crystal Waveguides
提出了利用弱耦合双非线性光子晶体波导实现光脉冲的全光放大。我们考虑柱型PCW，它由周期性分布的圆形棒制成的克尔型电介质材料。计算了对称模和反对称模的色散图。工作频率被适当地选择为位于模式的色散图的边缘。在线性情况下，在该频率下没有传播模式被激发，然而，在非线性介质的情况下，当注入信号的幅度超过某个阈值时，形成孤子，并且它们在耦合的非线性PCW内传播。详细研究了光脉冲在耦合非线性光子晶体波导中传输的近场分布和记录信号的输出功率。在发射信号的各种幅度下计算放大系数。结果生动地展示了弱耦合非线性光子晶体波导作为全光数字放大器的有效性。
2015-03-14 cond-mat.mes-hall physics.class-ph physics.optics
Clinical Feasibility of Label-Free Digital Staining Using Mid-Infrared Microscopy at Subcellular Resolution
ADMIR；Cypath-RB
本文提出了一种结合明场显微镜与无透镜近红外成像扫描仪的双模成像平台，利用深度学习实现无标记亚细胞分辨率的近红外染色技术。
2026-01-23 eess.IV physics.bio-ph physics.optics
Subwavelength imaging with opaque left-handed nonlinear lens
介绍了利用非线性左手透镜产生二次谐波场实现亚波长成像的概念。我们考虑了一个复合左手材料与二次非线性响应的平板，并表明这样的平面透镜可以形成，在一定条件下，在基频不透明的源的二次谐波场的图像。
2004-04-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Patterns for ghost imaging generated by the Ising model
本研究提出用Ising模型生成全数字鬼成像系统的照明图案，模拟和实验验证其性能优于随机图案，还提出多温度图案策略以在测量次数接近像素数时获得高质量图像。
2022-08-31 cond-mat.stat-mech physics.optics
Digital confocal imaging in holographic optical coherence tomography at high space-bandwidth product
Vrije Universiteit Amsterdam（阿姆斯特丹自由大学）；Bielefeld University（比勒费尔德大学）
提出一种马赫-曾德尔配置的倾斜照明全场傅里叶域OCT系统，通过超定系统闭式解实现数字共聚焦重建，提升空间带宽积利用和分辨率，结合两类OCT优势。
2026-10-06 physics.app-ph physics.med-ph physics.optics
Digital Backpropagation in the Nonlinear Fourier Domain
相干光纤通信系统中的非线性和色散传输损伤通常通过恢复非线性薛定谔方程来补偿，该方程描述了链路中信号的数值演化。这种技术被称为数字反向传播。典型的数字反向传播算法基于分步傅立叶方法，其中信号必须在时间和空间上离散化。然而，在时间和空间上离散化的需要使得数字反向传播的实时实现成为一个具有挑战性的问题。本文提出了一种基于非线性傅立叶变换的数字反向传播快速算法。为了验证概念，主要重点将放在正常色散的光纤上，以避免信号中的孤子分量问题。然而，它表明，该算法也适用于异常色散，如果信号功率足够低。由于由非线性薛定谔方程控制的信号的空间演化可以通过简单的相移在非线性傅立叶域中解析地恢复，因此不需要离散空间域。所提出的算法只需要$\mathcal{O}(D\log^{2}D)$浮点运算来反向传播由$D$样本给出的信号，与光纤的长度无关，因此非常有希望用于实时实现。通过数值模拟说明了这种新方法的优点。
2015-09-29 cs.IT math.IT physics.optics
Pre-determining the location of electromigrated gaps by nonlinear optical imaging
在本文中，我们描述了一种非线性成像方法，用于空间映射的电应力金纳米线上发生的收缩的发生。该方法包括在测量一个紧密聚焦的超快脉冲激光对纳米线中的电子输运的影响。我们发现，沿纳米线分布的结构缺陷是有效的非线性光学辐射源，并且当激光入射到这种电诱导的形态变化上时，微分电导显著降低。该成像技术被应用于在电气故障发生之前预先确定电气故障的位置。
2014-06-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Enhanced nonlinear imaging through scattering media using transmission matrix based wavefront shaping
尽管在通过复杂散射介质或在复杂散射介质内部的波前控制方面取得了巨大进展，但一些限制阻止了生物组织中非线性成像的实际可行性。虽然非线性信号的优化可能会受到低信噪比条件和大穿透深度处的可能伪影的影响，但它仍然主要用于多次散射机制，因为它提供了引导星机制以及时空失真的内在补偿。在这里，我们展示了宽带照明条件下的传输矩阵（TM）为基础的方法的好处，执行非线性成像。使用超短脉冲照明的光谱带宽可比，但仍然低于散射介质的光谱宽度，我们表现出强烈的非线性增强的几个数量级，通过厚度的几个运输平均自由程，这对应于毫米的生物组织。此外，线性TM重聚焦与快速扫描非线性成像兼容，并可能与基于声学的方法兼容，这为散射介质深处的非线性显微镜铺平了道路。
2016-03-23 physics.bio-ph physics.optics
Spatiotemporal beam self-cleaning for high-resolution nonlinear fluorescence imaging with multimode fibres
梯度折射率（GRIN）多模光纤（MMF）中的光束自清洁（BSC）最近被不同的研究小组报道。在克尔效应和光束自成像的相互作用下，BSC抵消了随机模式耦合，迫使激光束在GRIN光纤输出端恢复准单模分布。在这里，我们表明，相关的自诱导时空重塑允许使用多模光纤的非线性荧光显微镜和内窥镜的性能提高。我们的实验表明，光束亮度的增加，引起的自清洁，使两个和三个光子成像的生物样品具有高的空间分辨率。时间脉冲的缩短伴随着空间光束净化，提高了输出峰值功率，从而提高了非线性成像的效率。我们还表明，时空超连续谱的产生是非常适合在可见光和红外域的大波段非线性荧光成像。我们证实了我们的研究结果，多光子荧光成像显微镜和内窥镜配置。
2020-10-19 physics.bio-ph physics.optics
Computational Imaging Without a Computer: Seeing Through Random Diffusers at the Speed of Light
通过扩散器成像提出了一个具有挑战性的问题，各种数字图像重建的解决方案，迄今为止证明使用计算机。我们提出了一种无计算机，全光学图像重建方法，看到通过随机漫射器在光速。使用深度学习，设计/训练一组衍射表面，以全光学重建被随机相位扩散器覆盖的物体的图像。我们通过实验证明了这一概念，使用相干太赫兹照明和全光学重建对象扭曲的未知，随机扩散，从来没有在训练过程中使用。与数字方法不同，全光学衍射重建除了照明光之外不需要功率。这种透过漫射器的衍射解决方案可以扩展到其他波长，并可能推动生物医学成像，天文学，大气科学，海洋学，安全，机器人等领域的各种应用。
2021-07-14 eess.IV physics.optics
