Statistics of Non-Rayleigh Speckles Generated from Nonlinear Media
本文解析推导非线性介质中散斑场强度PDF，揭示聚焦与散焦Kerr非线性对局部强度、尾部及强度关联的不同影响，并验证场关联保持不变。
2025-06-14 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
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
Customizing Speckle Intensity Statistics
我们开发了一个通用的方法定制的散斑图案的强度统计的目标平面上。通过明智地调制单色激光束的相位前，我们在实验上产生散斑图案与任意定制的强度概率密度函数。相对于瑞利散斑，我们定制的散斑表现出完全不同的拓扑结构，但保持相同的空间相关长度。定制的散斑是充分发展的，遍历的，和固定的：与圆形的非高斯统计的复杂领域。远离目标平面，定制散斑恢复到瑞利散斑。这项工作提供了一个通用的框架，剪裁散斑图案在显微镜，成像和光学操作的各种应用。
2018-04-09 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
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
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
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
Tunable Dynamic Speckle Generation for Random Illumination Microscopy
Aix Marseille Université, CNRS, Centrale Med, Institut Fresnel（艾克斯马赛大学、法国国家科学研究中心、中央理工梅德学院、费斯奈尔研究所）；Department of Engineering Science, University of Oxford（牛津大学工程科学系）；Morgridge Institute for Research（莫格里奇研究所）
本文提出了一种低成本的液晶散斑发生器，用于实现高分辨率的宽场随机照明显微镜，提升了横向空间分辨率和轴向分辨率。
2026-02-27 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
Decoherent Focusing Design and Advanced Passive Speckle Reduction for Laser Illumination Systems
本文提出一种基于矩形棱镜阵列与交叉圆柱菲涅耳透镜的去相干聚焦设计，实现矩形均匀光斑，并通过约15%电流调制将梳状光谱转为连续，从而突破模式限制，实现无限去相关激光束以有效抑制散斑。
2024-12-18 physics.optics
Aberration correction in epi-fluorescence microscopy using unknown speckle illumination
本文提出一种利用未知散斑照明与匹配重建算法的计算光学方法，通过移动散斑图案采集数据，同时恢复高分辨率图像、点扩散函数、散斑图案和位移，以校正像差并达到或超过衍射极限分辨率。
2023-12-19 eess.IV physics.optics
Phase-resolved wide-field CARS microscopy with speckle illumination
Aix Marseille University, CNRS, Centrale Med, Institut Fresnel（艾克斯-马赛大学、法国国家科学研究中心、中央理工-马赛学院、菲涅耳研究所）；Institut Universitaire de France (IUF)（法兰西学院）；Morgridge Institute for Research（莫格里奇研究所）；XLIM, CNRS UMR 7252, Université de Limoges（XLIM实验室、法国国家科学研究中心UMR 7252、利摩日大学）
本文提出一种结合高功率OPA、散斑照明和QLSI的相位分辨宽场高光谱CARS显微镜，抑制非共振背景，实现大视场快速成像，并用于微塑料和肝脏脂肪变性成像。
2026-10-01 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
Incoherent illumination for motion-based imaging through thick scattering medium
本文提出非相干照明方法，使运动散斑互相关直接反映物体强度自相关，从而在物体被相位调制时仍能透过厚散射介质恢复隐藏物体，并具有更低均方根误差。
2023-11-30 physics.optics
Photoacoustic imaging beyond the acoustic diffraction-limit with dynamic speckle illumination and sparse joint support recovery
在深部组织光声成像中，空间分辨率固有地受到声波波长的限制。最近，它被证明是可能的，通过分析在一组未知的斑点照明模式下获得的光声图像中的波动超过声衍射极限。在这里，我们的目的是一种方法，以提高重建保真度和分辨率，同时通过利用压缩感知计算重建框架减少采集图像的数量。该方法考虑了系统响应的先验知识和目标结构的稀疏性。我们提供了该方法的原理实验证明，并证明了当使用散斑波动和对象先验时，可以获得更好的性能。我们数值研究的预期性能的测量信噪比和样本的空间稀疏性的函数。所提出的重建框架可以应用于分析现有的光声实验数据包含动态波动。
2019-06-13 cs.IT math.IT physics.optics
Non-invasive color imaging through scattering medium under broadband illumination
针对宽带照明下散射介质散斑相关成像不可靠且速度慢的问题，提出利用记忆效应范围内多帧散斑构建光学传递函数的成像方法，在白光LED下实现稳定快速的振幅和彩色物体成像，适用于自然光高速散射成像。
2022-10-10 eess.IV physics.optics
Accelerating speckle suppression by a degenerate cavity laser with an intracavity phase diffuser
快速散斑抑制是激光照明时间分辨全场成像的关键。在这里，我们介绍了一种方法来加速激光发射的空间退相干，实现在纳秒积分时间尺度的散斑抑制。该方法依靠在简并腔激光器中插入腔内相位扩散器来打破横模的频率简并拓宽激光谱。激光发射的超快退相干导致散斑对比度在小于1纳秒内减小到$3\%$。
2020-07-21 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
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
Compressive three-dimensional super-resolution microscopy with speckle-saturated fluorescence excitation
非线性结构照明显微术（nSIM）是实现超分辨宽场荧光显微术的有效方法，理论上可实现无限分辨率。在nSIM中，精心设计的高对比度照明图案与光学过渡的饱和相结合，以实现亚衍射成像。虽然该技术被证明对二维成像有用，但由于有机荧光团在剧烈循环条件下会褪色/疲劳，将其扩展到三维（3D）具有挑战性。在这里，我们提出了一种压缩传感方法，允许第一次通过饱和荧光激发培养细胞的3D亚衍射nSIM。利用横向散斑照明平面的自然正交性，通过单个二维扫描实现样品的3D探测。饱和激发下的荧光对比度通过与偏振散斑图案中的光学涡旋相关联的强度最小值的固有高密度来确保。因此，压缩散斑显微术是一种简单的方法，其能够实现具有潜在地显著减少的采集时间和光漂白的3D超分辨nSIM成像。
2018-10-15 physics.bio-ph 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
Diffuse-illumination holographic optical coherence tomography
本研究提出一种漫射照明全息OCT技术，通过非相干平均变化漫射照明体积，有效抑制多次散射散斑和空间相干噪声，显著提升图像质量，并在标准OCT应用轴向范围内保留全息重建能力。
2023-09-15 physics.optics
HoloChrome: Polychromatic Illumination for Speckle Reduction in Holographic Near-Eye Displays
Reality Labs Research, Meta（Meta Reality Labs 研究部）；Northwestern University（西北大学）
针对全息近眼显示器的散斑噪声问题，提出采用超快可调激光器与双SLM架构的HoloChrome框架，通过波长复用非相干平均抑散斑，可扩色域且兼容现有技术，经仿真与实验验证有效。
2024-10-31 cs.CV cs.GR eess.IV
Computational structured illumination for high-content fluorescent and phase microscopy
高内涵生物显微镜的目标是在大视场（FOV）内进行高分辨率成像。最近的工作表明，计算成像可以为高内容显微镜提供有效的解决方案。在这里，我们使用散斑结构照明显微镜（SIM）作为一个强大的和具有成本效益的解决方案，用于高含量的荧光显微镜，同时高含量的定量相位（QP）。这种多模式兼容性对于需要交叉相关生物学分析的研究至关重要。我们的方法使用横向平移的透明胶带来生成跨大FOV的高分辨率散斑照明图案。然后，定制优化算法联合重建样品的超分辨率荧光（非相干）和QP（相干）分布，同时对系统缺陷进行数字校正，例如未知的散斑照明图案、系统像差和图案平移。除了以前的线性SIM作品，我们实现了4倍的物镜的衍射限制的原生分辨率的分辨率增益，导致700 nm的荧光和1.2 um的QP分辨率，在2x2.7 mm^2的FOV，给出了60兆像素的空间带宽产品（SBP）。
2019-03-27 eess.IV physics.optics
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
Adaptive Aperture Defocused Digital Speckle Photography
散斑照相术可用于监测固体表面的变形。测量特性，如范围或横向分辨率，在很大程度上取决于光学记录和照明设置。本文展示了如何，通过增加两个适当的穿孔掩模，系统的光学孔径可能会有所不同，从点到点，相应地适应的范围和分辨率，以当地的要求。此外，通过照射狭窄区域，可以独立于光学孔径来选择散斑大小，从而解除对其选择的重要约束。本文在数字散焦散斑照相法的框架内描述了这种新技术。测量范围和空间频率分辨率之间的相互限制关系在局部和整个研究表面时都出现。对它们进行了详细的推导和讨论。
2005-06-28 physics.ins-det physics.optics
Near-field Fourier ptychography: super-resolution phase retrieval via speckle illumination
实现高空间分辨率是许多成像系统的目标。设计一个在大视场范围内具有衍射极限性能的高分辨率透镜仍然是成像系统设计中的一项困难任务。另一方面，创建具有波长受限空间特征的复杂散斑图案是毫不费力的，并且可以通过简单的随机漫射器来实现。通过这种观察和近场重叠关联成像的概念的启发，我们报告了一种新的成像模式，称为近场傅立叶重叠关联成像，用于解决微观和宏观成像设置中的高分辨率成像挑战。“近场”的含义是指将物体放置在具有大菲涅耳数的短散焦距离处。在我们的实现中，我们将具有精细空间特征的散斑图案投影到物体上，而不是通过高分辨率透镜直接解析空间特征。然后，我们将物体（或斑点）平移到不同的位置，并使用低分辨率镜头获取相应的图像。一个重叠关联相位恢复过程被用来恢复复杂的目标，未知的散斑图案，并在同一时间的相干传递函数。在显微成像设置中，我们使用0.12数值孔径（NA）透镜，以实现在重建过程中的NA为0.85。在宏观摄影成像设置中，我们使用摄影镜头实现了~7倍的分辨率增益。最终可实现的分辨率不由收集光学器件决定。相反，它由散斑图案的特征尺寸确定。所报道的成像模态可以在光、相干X射线和透射电子成像系统中采用，以增加分辨率并提供对象的定量吸收和相位对比。
2019-02-09 eess.IV 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
High-resolution scanning fluorescence imaging through scattering via speckle replica alignment and variance computation
Laboratoire Kastler Brossel, ENS–Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Collège de France（卡斯特尔-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，法兰西公学院）；State Key Laboratory of Transient Optics and Photonics, Xi’an Institute of Optics and Precision Mechanics, Chinese Academy of Sciences（瞬态光学与光子学国家重点实验室，西安光学精密机械研究所，中国科学院）
本文提出一种利用多随机照明和计算框架实现高分辨率荧光成像的方法，通过对齐局部斑点复制并计算像素方差，提升了线性和非线性荧光成像的分辨率和收敛性。
2026-03-27 physics.optics
Reconstructing complex field through opaque scattering layer with structured light illumination
相干光在随机散射介质中传播时，波前会发生扰动，这使得直接使用传统的光学方法无法获得理想的结果。在本文中，我们提出并证明了一种结构光照明成像通过一个不透明的散射层。所提出的技术是无参考的，能够从散斑图案的强度恢复复杂的场。这是通过利用结构光照明中的相移和在强度相关测量中应用散斑图案的空间平均来实现的。提出了一种实验设计，并示出了基于实验设计的模拟结果，以演示通过散射层对不同复值对象的成像。
2022-05-19 eess.IV 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
Dynamic Structured Illumination Microscopy with a Neural Space-time Model
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Chan Zuckerberg Biohub（陈-扎克伯格生物中心）
针对结构照明显微镜采集速度慢、不适用于动态场景的问题，提出Speckle Flow SIM方法，结合静态散斑照明与神经时空模型联合恢复运动与超分辨率场景，实验实现1.88倍衍射极限分辨率的动态可变形场景重建。
2022-07-29 cs.CV cs.GR eess.IV
Spectral ghost imaging camera with super-Rayleigh modulator
基于稀疏约束重影成像（GISC）的光谱相机通过单次曝光获得光谱数据立方体（x; y; λ）。系统的抗噪性是影响重建图像质量的重要因素之一，特别是在低采样率下。通过对光强的调整，产生抗噪声能力较强的超瑞利散斑图，是提高GISC光谱相机成像质量的有效途径。根据GISC光谱相机的结构特点，基于光的可逆性原理，提出了一种自定义强度统计的超瑞利散斑图的通用生成方法。仿真和实验结果表明，采用超瑞利调制器的GISC光谱相机在较宽的成像光谱带宽内，不仅具有较好的抗噪声能力，而且在低采样率下也具有较高的成像质量。本文的工作将有助于提高GISC光谱相机的成像质量，特别是在弱光条件下的成像质量，从而推动GISC光谱相机的应用。
2019-10-10 eess.IV physics.optics
Non-invasive imaging through thin scattering layers with broadband illumination
基于记忆效应的方法已被证明是可行的，通过薄的散射层，甚至从单次拍摄的散斑图案观察隐藏的对象。然而，大多数现有的方法都是使用窄带照明或需要邻近隐藏对象的点光源作为参考来执行的，以进行成像系统的侵入式预校准。在这里，受移位相加算法的启发，我们提出，通过随机选择和平均的散斑图案的不同的子区域，类似的自相关（我们称之为R-自相关）的隐藏对象的图像模式可以被提取。通过数值模拟和实验，我们证明了与真实自相关相比，R-自相关模式具有显著更低的背景和更高的对比度，这使得隐藏对象的重建更好，特别是在宽带照明甚至白光的情况下。
2018-09-18 eess.IV 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
Rayleigh-Jeans thermalization vs beam cleaning in multimode optical fibers
本文通过两个实验证明多模光纤中瑞利-金斯热化及光束净化效应，揭示无序性对热化过程的影响及双重湍流级联机制。
2023-09-05 nlin.PS 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
Reading hidden writing and drawings on papyrus using speckle optical technique and multispectral images
我们进行了一个实验装置，用于读取一个隐藏的图纸下纸莎草纸使用的光学技术的基础上观察到的斑点现象时，粗糙的表面被激光照射。我们建议使用几个波长的光照明和自适应算法来处理散斑图像。我们采用了一套过滤器，以产生更好的歧视的结果，视觉判断。这种方法是一种便宜且相对简单的非破坏性和非侵入性的过程，可以扩展到其他有考古意义的绘画物体或地下隐藏物，以及其他动态散斑实验。
2023-03-21 eess.IV 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
Time-resolved imaging with OKE-based time-gate: enhancement in spatial resolution using low-coherence ultra-short illumination
我们提出了一种基于共线光学克尔效应（OKE）的时间门配置与低相干照明源，来自超连续谱（SC）通过聚焦飞秒激光脉冲在水中产生。首先研究了SC产生过程中的光谱展宽及其相干特性的相应变化，然后提取了一个窄波段的波长作为基于OKE的时间门结构中的探测光。门定时和时间选通图像的空间分辨率也进行了研究。探头的低相干性可确保将激光散斑造成的伪影降至最低。为了说明这一点的时间分辨图像的燃料喷雾与此配置获得的图像与共线，双色配置的光学门相干照明。
2015-02-25 physics.optics
Polarization-multiplexing ghost imaging
提出了一种新的偏振复用鬼像技术，通过单个探测器同时获得多个偏振信息。在这里，偏振分复用散斑用于物体照明。从物体反射的光由单像素检测器检测。采用迭代重建方法，通过叠加多路复用散斑和检测到的强度，恢复包含不同偏振信息的融合图像。接着，通过对融合图像进行解复用来恢复不同偏振信息的清晰图像。将该方法应用于两个不同偏振目标的检测，结果表明该方法是有效的。以多路散斑编码为密钥，对偏振信息进行了加密实验。
2017-07-11 physics.optics
Using fiber-bending generated speckles for improved working distance and background-rejection in lensless microendoscopy
基于无透镜柔性光纤束的内窥镜允许以最小的占地面积在传统显微镜无法到达的深度进行成像。这些多芯光纤提供了一个简单的解决方案，用于宽场荧光成像时，目标是相邻的光纤端面。然而，它们受到非常有限的工作距离和失焦背景的影响。在这里，我们仔细研究的动态散斑照明模式产生的弯曲的商业光纤束，并表明，它们可以被利用，以允许延长工作距离和背景抑制，使用超分辨率波动成像（SOFI）分析的多帧，而无需添加任何光学元件。
2020-04-23 physics.bio-ph 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
Ghost imaging based on Y-net: a dynamic coding and conjugate-decoding approach
结合深度学习技术的Ghost成像最近在光学成像领域引起了广泛关注。然而，在大多数情况下，确定性照明和多重曝光仍然是必不可少的。在这里，我们提出了一种基于新型共轭解码深度学习框架（Y-net）的重影成像方案，该方案在确定性和不确定性照明下都能很好地工作。利用该网络的端到端特性，可以直接从探测器采集的一对相关散斑中获取样品图像，并且在实验中样品只被照射一次。实验中编码样本的散斑的空间分布可以与训练用的模拟散斑完全不同，只要散斑的统计特性保持不变。这种方法对于高分辨率X射线重影成像应用特别重要，因为它具有改善图像质量和减少辐射损伤的潜力。共轭解码网络的思想也可以应用于其他基于学习的成像
2020-02-12 eess.IV physics.optics
Quantitative comparison of fuel spray images obtained using ultrafast coherent and incoherent double-pulsed illumination
我们提出了一个定量的比较实验获得的高压燃料喷雾图像使用经典的成像与相干和非相干的超快照明记录使用兼容的CMOS相机。超快非相干照明光源是从飞秒激光脉冲在水中聚焦产生的超连续谱中提取的。使用时间相关的图像对计算的平均速度图和使用平均曲率尺度空间图计算的喷雾边缘复杂性进行比较，获得与两种照明技术的喷雾图像，也为数值模拟喷雾使用耦合的流体体积和水平集方法的接口跟踪（直接数值模拟或DNS）。用超连续导出的非相干超快照明获得的喷雾图像更清晰，因为由于激光散斑和多重衍射效应而产生的伪影大大减少，并且与DNS结果显示出更好的相关性。
2015-02-11 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
Interferometric lensless imaging: rank-one projections of image frequencies with speckle illuminations
本研究揭示基于多芯光纤的无透镜单像素成像等效于采集干涉矩阵的对称秩一投影，证明当测量数与光纤芯数和图像稀疏度呈对数线性关系时可重建图像，经理论分析与实验验证，并实现鲁棒的系统校准。
2024-03-06 cs.IT eess.IV math.IT
Avoiding a line-of-sight obstacle via deep sub-Rayleigh shadow-projection utilizing space-time wave packets
University of Central Florida（中佛罗里达大学）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
研究如何利用时空波包避免视线障碍物。核心方法是用时空波包作照明光束。主要贡献是能大幅减小投射阴影的轴向范围，产生深亚瑞利长度阴影，有望推动多领域发展。
2026-07-07 physics.optics
TF-UNet: Resolving Complex Speckles for Single-Shot Reconstruction of 512^2-Matrix Images Using a Micron-Sized Optical Fiber
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；State Key Laboratory of Ultra-intense Laser Science and Technology, 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超强激光科学国家重点实验室）；Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学材料科学与光电技术研究中心）
TF-UNet通过微米级光学纤维实现512²矩阵图像单次成像，利用物理启发的架构提升图像重建精度与保真度。
2026-02-02 physics.optics
Speckle Statistics of Biological Tissues in Optical Coherence Tomography
利用几种历史概率密度函数研究了生物组织光学相干层析成像图像的散斑统计特性。最近的一个假设意味着，潜在的幂律分布在介质结构，如分形分支脉管系统，将有助于幂律概率分布的散斑统计。具体而言，这些是用于散斑振幅的Burr类型XII分布、用于强度的Lomax分布和用于对数振幅的广义逻辑分布。在这项研究中，这三个分布拟合直方图数据从九个光学相干断层扫描的各种生物组织和样本。的分布也与传统的分布，如瑞利，K，和伽马分布进行了比较。结果表明，这些较新的分布的基础上的幂律，一般来说，更合适的模型，并支持其用于表征生物组织的可行性。潜在地，这些分布的支配幂律参数可以用作组织疾病或病理的生物标志物。
2021-01-28 physics.med-ph physics.optics q-bio.QM
Review of speckle-tracking algorithms for x-ray phase contrast imaging: low dose applications
本综述聚焦近场差分模式X射线散斑相位成像，梳理现有散斑跟踪算法的技术规格，对比其在不同实验条件下的性能，服务低剂量X射线相衬成像应用。
2024-04-17 physics.med-ph physics.optics
Single-shot fast 3D imaging through scattering media using structured illumination
在散射介质中或通过散射介质进行3D成像的常规方法通常限于在某些不连续位置处的对象的2D重建，尽管实现了耗时的迭代、引导星或复杂系统。如何快速可视化散射介质后的动态三维物体仍然是一个悬而未决的问题。在这里，通过使用结构光照明，我们提出了一种单镜头技术，可以快速获取隐藏在扩散器后面的物体的连续3D表面。该方法只需对成像系统进行一次标定，即可实现宽带或窄带光照明下单个、多个和动态目标的散斑结构光三维成像。我们的方法铺平了道路，快速可视化散射介质背后的动态对象在三维和多光谱。
2021-10-23 eess.IV physics.optics
Theory of the far-field imaging beyond the Rayleigh limit based on the super-resonant lens
从本质上讲，提高成像系统分辨率的思想是提高其信息容量，通常由时间带宽（或空间频谱）积表示。本文介绍了超共振透镜的概念，并从理论上论证了当满足三个基本条件时，远场成像系统的信息容量可以得到有效的提高：超共振、被成像物体与所用超共振透镜之间的近场耦合以及宽带照明，从而使远场测量得到被成像物体的亚波长图像。此外，提出了一种单视图成像方案，并检查了远场成像超过衍射极限。这种新方法将在不久的将来成为纳米光刻、检测、传感或亚波长成像的突破。
2014-03-20 physics.optics
Breaking Rayleigh's Criterion via Discernibility in High-Dimensional Light-Field Space with Snapshot Ghost Imaging
通过将高维光场成像信息编码到一个可检测的二维散斑平面上，基于稀疏约束的鬼像相机（GISC相机）只需一次快照就能直接捕捉到高维光场成像信息。这使得有必要重新审视这种光学成像系统的空间分辨率极限。在本文中，我们从理论和实验上表明，虽然在高维光场空间的分辨率仍然是有限的衍射，GISC相机的统计空间分辨率可以大大提高相比，经典的瑞利准则，利用在高维光场空间的可分辨性。在高维光场空间中，成像分辨率、光场自由度和物体自由度之间的相互作用也被证明。
2020-10-21 eess.IV physics.optics
