Measurement of two-point coherence functions of electromagnetic optical fields and applications of optical coherence
对于稳态光场,相干性和偏振性等统计特性的表现归因于相同的物理现象,即光场波动中的相关性。为了解释与电磁光场相关的各种性质,相干性和偏振性需要放在同一个基础上。这导致两点(空间或时间)的单点属性,如斯托克斯参数和元素的相干矩阵的推广。本文综述了近几十年来有关矢量光场的基本情况和测量电磁光场的两点时空关联函数的实验方法。在过去的七十年里,与光场相干特性相关的研究已经导致了一些重要的技术应用,本文也简要地讨论了这些应用。
2021-05-23 physics.optics
Coherence properties of light in highly multimoded nonlinear parabolic fibers under optical equilibrium conditions
研究了在达到光学热平衡条件后,光在非线性梯度折射率多模光纤中传输的相干特性。系统地研究了光学温度对空间互相干函数和相关面积的影响。在这方面,我们表明,在多模非线性光纤的输出端的场的相干性可以通过其光学热力学性质进行控制。
2022-12-20 physics.optics
Exploiting separation-dependent coherence to boost optical resolution
本文研究利用空间模式解复用分辨具有任意互相干性的两个热光源,通过分析两个相互作用偶极子的荧光,证明发射特性对间距的依赖可提升估计灵敏度并延长信息衰减时间。
2024-03-29 physics.optics quant-ph
Temporal coherence of optical fields in the presence of entanglement
在经典相干理论中,相干时间通常与光场的带宽有关。带宽变窄将导致相干时间变长。由于脉冲光子干涉中的时间延迟,这将消除光子的时间可分辨性。然而,这在SU(1,1)型量子干涉仪中被改变,其中涉及量子纠缠。本文研究了脉冲泵浦SU(1,1)干涉仪中光场的时间相干性随滤波带宽的变化。我们发现,由于量子纠缠的存在,光场的相干性在光滤波后并没有得到改善,这与经典的相干性理论相反,而且除了相干性之外,量子纠缠在量子干涉中起着至关重要的作用.
2022-04-01 physics.optics
Partial Coherence in modern optics: Emil Wolf's legacy in the 21st century
我们强调埃米尔沃尔夫的工作的连贯性和极化的影响,在21世纪的应用越来越多。我们提出了一个简短的审查如何部分相干性的相干函数的增加顺序的水平导致进化的更好的方法,显微镜,成像,光学相干断层扫描,散斑成像,通过随机介质的传播。我们能力的这种演变预计将在科学和工程领域产生广泛的影响。
2020-01-15 physics.optics
Complete Two-dimensional Muellermetric Imaging of Biological Tissue Using Heterodyned Optical Coherence Tomography
建立了一套基于外差滤波技术的偏振敏感光学相干层析成像系统,对猪肌腱样品的不同深度层进行了斯托克斯成像。使用这样的系统获得了一个层的完整的4个\times 4后向散射Muellermetric图像。这些图像揭示了传统OCT系统无法辨别的信息。
2010-04-08 physics.optics
Investigation of longitudinal spatial coherence for electromagnetic optical fields
对于光场,纵向相干性受其频谱和角谱的共同控制。在这项工作中,我们开发并报告了一个理论公式来证明电磁光场的角谱在量化其纵向空间相干性方面的作用。通过测量均匀偏振光场在不同角谱下的电磁纵向空间相干性和交叉偏振度,得到了实验结果,验证了理论分析的正确性。
2019-07-12 physics.optics
Spatial Coherence and Optical Beam Shifts
在平面界面上反射的光束并不完全遵循射线光学预测。衍射校正导致光束偏移;与几何光学相比,反射光束被移位(空间偏移)和/或在不同的方向上行进(角偏移)。光的空间相干程度如何影响这些变化?从理论上讲,这是一个有争议的问题。在这里,我们解决了争议的实验,我们表明,空间相干性的程度影响的角度光束移位,而空间光束移位不受影响。
2012-07-18 physics.optics
Non-mechanical steering of the optical beam in spectral-domain Optical Coherence Tomography
本研究提出一种谱域OCT的非机械光束转向方案,利用空间光调制器和偏振控制元件实现无机械元件的横向扫描光束转向,验证其可复现标准机械辅助OCT的主要成像特征。
2023-12-14 physics.optics
Unveiling Structured Optical Coherence in Nonlinear Optics
School of Electrical and Computer Engineering, Iby and Aladar Fleischman Faculty of Engineering, Tel Aviv University(特拉维夫大学伊比和阿拉达尔·弗莱什曼工程学院电气与计算机工程系);Jan Koum Center for Nanoscience and Nanotechnology, Tel Aviv University(特拉维夫大学扬库姆纳米科学与技术中心)
研究二次谐波产生中光源非相干性影响,推导并验证二次谐波频率下远场相干函数解析表达式,结果表明其相干性随光在非线性晶体内传播而增加,将非线性确立为光学相干自由度,开辟新研究方向。
2026-07-16 physics.optics
Optical quantum memory on macroscopic coherence
本文提出利用预先建立的宏观量子相干实现光学量子存储,在非均匀展宽原子系综中实现低噪声、可编程和按需读取,为稀土掺杂晶体和拉曼原子气体中的量子存储发展开辟新途径。
2024-08-19 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Quantitative phase reconstruction for orthogonal-scanning differential phase-contrast optical coherence tomography
我们提出了差分相衬光学相干层析成像(DPC-OCT)与两个横向分离的探测光束,通过采用可旋转的Wollaston棱镜感测在各个方向上的相位梯度。结合基于正则化阴影恢复形状(SfS)方法的二维数学重建算法,可以从一组两个正交的正面DPC-OCT图像确定精确的定量相位图,如在各种技术样品上例示的。
2011-11-10 physics.optics
Surface-Encoded Partial Coherence Transformation: Modeling Source Coherence Effects in Wave Optics
提出一种表面编码的部分相干变换框架,通过分离表面与传播效应,降低相干计算复杂度,并证明与传统理论等价,适用于光学测试与天文仪器。
2025-05-23 math-ph math.MP math.OC
Strong Amplitude and Phase Modulation of Optical Spatial Coherence with Surface Plasmon Polaritons
光学空间相干性的程度-描述波动电磁场之间相互关联的光的基本属性-已被证明在微米尺度上控制具有挑战性。在这里,我们采用表面等离子体激元-倏逝波激发的薄金属膜的两个表面-作为一种手段纠缠的随机波动的入射电磁场在狭缝位置的杨氏双缝干涉仪。光的空间相干性的复杂程度的强可调谐性通过精细地改变两个狭缝之间的分离距离来实现。幅度从0%到80%的空间相干度的连续调制允许我们将完全非相干的入射光转换为高度相干的光,反之亦然。这些发现为替代方法铺平了道路,这些方法可以设计出具有超越传统基于折射和衍射的光子超颖表面的多功能能力的平面光学元件。
2016-12-29 physics.optics
Demonstration of an optical-coherence converter
研究光场的相干性通常根据其不同的光学自由度(DoF)-空间,时间和偏振进行划分。虽然这种传统的方法在自由度解耦时是成功的,但如果自由度确实是相关的(这种情况经常出现),它就无法捕捉场的相干性的关键特征。通过将相干性视为可以在DoF之间共享的“资源”,可以将与一个DoF中的波动相关联的熵转换为最初无波动的另一个DoF。在这里,我们实验验证,相干性确实可以可逆地交换-没有损失的能量-偏振和部分相干场的空间自由度之间。从一个线性偏振的空间非相干场开始--一个不产生空间干涉条纹的场--我们得到一个非偏振的空间相干场。通过将熵重新分配给偏振,场变得相对于偏振加扰器的动作不变,从而提出了用于避免随机化系统对光场的DoF的有害影响的策略。
2017-06-14 physics.optics
New Optimized Band-Pass Filter To Increase Optical Temporal Coherence of Thermal Light
提出了一种新的波长优化带通滤波器来提高热光的光学时间相干性。该滤波器的参数的选择是基于解决一个优化问题,以找到最强烈的发射频率间隔的黑体辐射频谱。对于总发射能量的给定值,计算出的频率间隔也是相干滤波器的最西频带。因此,所发现的间隔可以用于在已经通过的总能量的给定水平下实现最高可能的相干性质。计算这种优化的带通滤波器的实现的相干长度值。分析结果给出了寻找最佳间隔和计算优化滤波器的相干性。
2018-10-26 physics.chem-ph physics.optics
Theoretical study of Acousto-optical coherence tomography using random phase jumps on US and light
声光相干层析成像(AOCT)是声光成像(也称为超声调制成像)的变体,其可以利用声光连续波(CW)光束获得z分辨率。我们在这里从理论上描述了AOCT效应,我们表明,声光标记的光子保持相干,如果它们是在一个特定的Z区域内的样品产生。我们量化的z选择性的标记的光子ELD,和M。光折变信号。
2011-11-22 physics.med-ph physics.optics
Experimental study of z resolution in acousto-optical coherence tomography using random phase jumps on ultrasound and light
声光相干层析成像(AOCT)是声光成像(也称为超声调制光学层析成像)的一种变体,其使得能够获得沿超声传播轴$z$的分辨率。我们在这里提出了新的AOCT实验结果,我们研究了$z$分辨率如何依赖于相位跳跃之间的时间步长$T_ϕ$,或相关长度$Δz$。通过在低分辨率下工作,我们对$z$测量值与理论点扩散函数(PSF)进行了定量比较。我们也提出了不同的$z$分辨率记录的图像,我们定性地显示图像质量如何随$T_ϕ$或$Δz$而变化。
2013-02-06 physics.optics
Polarization Sensitive Optical Coherence Tomography for Blood Glucose Monitoring in Human Subjects
研制了一种基于偏振敏感光学相干层析成像技术的血糖监测装置。该器械最初使用组织体模进行测试。发现对于各种葡萄糖浓度水平的人类受试者的测量线性地依赖于可从PS-OCT获得的圆偏振的程度。
2012-02-21 physics.bio-ph physics.ins-det physics.med-ph
Smart optical coherence tomography for ultra-deep imaging through highly scattering media
波在无序介质中的多次散射无论是用于探测还是成像目的都是一场噩梦。到目前为止,消除多次散射的最好方法是光学相干层析成像。它基本上结合了共焦显微镜和相干时间门,以区分弹道光子从一个占主导地位的多次散射背景。然而,成像深度范围在人体软组织中最多仍限于1 mm。在这里,我们提出了一个矩阵的光学成像的方法来推回这个基本的限制。通过结合弹道波和迭代时间反演的矩阵歧视,我们在理论上和实验上显示了至少一个因素相比,光学相干断层扫描的成像深度限制的扩展。特别是,报告的实验表明,通过一个强散射层,其中只有一个反射光子超过1000亿是弹道成像。这种方法为超深层组织成像开辟了一条新的途径。
2016-11-07 physics.optics
Low-coherence optical diffraction tomography using a ferroelectric liquid crystal spatial light modulator
光学衍射层析成像(ODT)是一种三维(3D)无标记成像技术。利用光学衍射技术可以从多个二维光场图像中重建出样品的三维折射率分布。本文介绍了一种利用铁电液晶空间光调制器(FLC SLM)实现时间上低相干的ODT技术。FLC SLM提供的快速二进制相位调制确保了高时空分辨率,同时大大降低了相干噪声。我们使用各种样品,包括胶体微球和活的上皮细胞证明了所提出的系统的性能。
2020-08-12 physics.bio-ph physics.optics
Influence of laser spot size at diffuser plane on the longitudinal spatial coherence function of optical coherence microscopy system
光源的相干特性和波长是光学相干显微术/层析成像不可缺少的,因为它们极大地影响系统的信噪比、轴向分辨率和穿透深度。在本信中,我们研究了纵向空间相干性的赝热光源(PTS)作为在扩散器平面,这是通过平移显微镜物镜朝向或远离扩散器平面的控制的光斑大小的函数。PTS的轴向分辨率被发现是最大的~ 13微米的光束光斑尺寸为3.5毫米的扩散器平面。通过在高度差为15微米的标准量块上进行实验,进一步证实了系统的轴向分辨率随着在扩散器平面处的光斑尺寸的增加而变化。因此,通过适当地选择在漫射器平面处的束斑尺寸,可以利用取决于生物窗口的任何单色激光光源来获得具有大穿透深度的高轴向分辨率和多层生物样本的无斑点断层摄影图像,而不管源时间相干长度。此外,PTS可以是一种有吸引力的替代光源,用于实现高轴向分辨率,而不需要色差校正光学器件和色散补偿机制,这与传统的设置不同。
2019-04-07 physics.optics
Retrieving time-dependent Green's functions in optics with low-coherence interferometry
我们报告的被动测量的时间相关的格林函数在光频域的低相干干涉术。在声学和地震学以前的研究的启发下,我们展示了宽带和非相干波场的相关性如何直接产生复杂介质的散射体之间的格林函数。弹道和多次散射分量的格林函数检索。这种方法为复杂散射介质中的光学成像和表征开辟了重要的前景。
2015-01-12 cond-mat.dis-nn physics.optics
Low-coherence interferometric measurement of the spectral dependence of the light field backscattered by optical interfaces
本文结合低相干干涉测量、平衡探测与类傅里叶变换光谱数据处理,以极限分辨率表征了2 mm厚石英晶片两侧的背向反射与背向散射响应。
2023-01-22 physics.optics
Changing the speed of optical coherence in free space
通常假设与稳态宽带非相干场相关的涨落在真空中以光速c在自由空间中传播。在这里,我们引入了“相干群速度”的概念,这-在类比相干脉冲的群速度-是相干函数的峰值的速度。我们证实实验,将一个明智的时空光谱结构到一个字段允许调谐其相干群速度在自由空间。利用光从超发光二极管,我们干涉测量遇到的交叉相关的结构化的字段从这个源与非结构化的二极管字段合成的群延迟。通过跟踪这种交叉关联函数的传播,我们测量了从12 c到-6 c范围内的相干群速度。
2019-10-12 physics.app-ph physics.optics
The momentum-resolved and time-resolved two-color optical coherence absorption spectrum in the scattering process
研究了GaAs量子阱在有电荷流存在下的双色光学相干吸收谱。我们发现QUIC-AB不仅强烈地依赖于电子流的幅度,而且还依赖于电子流的方向。因此,QUIC-AB可以直接实时检测散射过程中散射电流的幅度和角分布。散射波的相移和散射势的细节也可以确定。
2011-05-26 cond-mat.mes-hall physics.optics