Interscale Mixing Microscopy: far field imaging beyond the diffraction limit
我们提出了一个分析描述和实验实现的尺度间混合显微镜，基于衍射的成像技术，能够检测波长/10的物体在远场测量相干和非相干宽带光。该方法的目的是基于物体和有限衍射光栅产生的干涉的远场测量来恢复由亚波长物体衍射的光的空间光谱。分析多个衍射级的单个测量通常足以确定物体的参数。所提出的形式主义打开了大门，在远场的纳米级物体的光谱。
2016-04-18 physics.optics
Hundred-thousand light holes push nanoscopy to go parallel
Chmyrov等人最近的工作（Nature Methods 2013）为当前主要的超分辨率显微镜技术提供了一个顶峰。在光学超分辨率显微镜中，通常采用两种途径：靶向照明调制或随机单分子定位。非相干交叉站立显微镜在生成图案中利用了结构化照明的概念，以生成与STED一样的有效的100，000个“甜甜圈”;并且使用光可切换染料来降低调制强度的要求。它结合了所有这些主要超分辨率技术的关键要素。
2014-06-05 physics.optics
Incoherent dielectric tensor tomography for quantitative 3D measurement of biaxial anisotropy
Department of Physics, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院物理系）；KAIST Institute for Health Science and Technology, KAIST（韩国科学技术院健康科学与技术研究院）；Department of Materials Science and Engineering, Korea University（韩国大学材料科学与工程系）；Department of Pathology, Asan Medical Center, University of Ulsan College of Medicine（蔚山大学医学院亚洲医科大学病理学系）；Tomocube Inc.（Tomocube公司）
针对现有双轴各向异性三维测量技术需专用设施、破坏性制备等局限，提出非相干介电张量层析成像iDTT，结合偏振多样性与角谱调制实现亚微米分辨率无散斑抗振动的定量成像，经模拟实验验证，可用于多类材料无标记表征。
2025-10-30 physics.optics
Unified image formation theory for microscopy and optical coherence tomography in 4-D space-time
本研究借助量子物理原理与四维表示法，构建了统一的光学成像理论框架，打通了经典显微镜到前沿仪器及光学相干断层扫描的成像理论关联，为理解不同成像类型的联系提供了通用方法。
2025-01-21 physics.optics
Field Angular Momentum Transformation as a Resolution Criterion for Microsphere-assisted microscopy
Faculty of Physics, Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学物理系）
本文提出以源场与总粒子场角动量平方比作为微球辅助显微镜的分辨率判据，证明分辨率由激发米氏模式数决定，并与数值模拟和经典极限吻合。
2026-10-20 physics.optics
Continuous Wave Multipass Microscopy
我们提出了一个连续波，后选择自由实施的宽视场光学多程显微镜。它可以与空间和时间非相干光源一起操作，并且不需要主动外耦合或外来检测方案。该实现能够连续地确定性地询问样本多达$m=4$次。通过多次询问，可以实现由样品赋予的相移和吸收的线性增强，从根本上增加了可获得图像的信噪比。
2021-07-09 physics.med-ph physics.optics
The noisy image retrieval for fluorescence digital microscopy
研究了消除显微镜光路中光学元件非线性引起的相位和振幅畸变的有效光学工具。这个鲁棒的过程描述了简单的理论模型被证明是成功的修复噪声与信号比接近100的图像。它表明，范Cittert-Zernike定理提供了足够的描述不完善的显微镜下工作的相干和非相干照明条件下，并有混浊介质的对象和中间平面。
2004-04-21 physics.med-ph physics.optics
When Higher Resolution Reduces Precision: Quantum Limits of Off-Axis Interferometric Scattering Microscopy
University of Graz（格拉茨大学）；University of Vienna（维也纳大学）
本文利用量子费舍尔信息框架分析iSCAT倾斜照明下的三维定位精度，发现倾斜照明可提升每光子定位精度与离焦鲁棒性，而ROCS虽分辨率更高但定位精度更低，揭示分辨率与精度可呈相反趋势。
2025-11-05 physics.optics
Noninvasive megapixel fluorescence microscopy through scattering layers by a virtual reflection-matrix
本文提出利用少量宽场荧光图像构建虚拟反射矩阵，经矩阵散射补偿算法实现散射层后非侵入式百万像素荧光成像，无需空间光调制器，计算高效。
2023-12-26 physics.app-ph physics.optics
Geometric-phase microscopy for high-resolution quantitative phase imaging of plasmonic metasurfaces with sensitivity down to a single nanoantenna
光学超颖表面已经成为多功能光学器件的新一代构建模块。超颖表面元件的设计和实现对复杂纳米天线阵列引入的相位变化的准确评估提出了越来越高的要求，该过程被称为定量相位成像。尽管付出了相当大的努力，宽场（非扫描）相位成像，将接近光学显微镜的分辨率极限，并表明一个单一的纳米天线的响应仍然是一个挑战。在这里，我们报告了一种新的策略，在非相干全息成像的超颖表面，其中前所未有的空间分辨率和光灵敏度，通过充分利用光的偏振选择性控制通过几何（Pancharatnam-Berry）相位。测量在由标准光学显微镜和附加成像模块组成的固有稳定的公共路径设置中进行。相位信息是从记录中可获得的互相干函数中获取的，该记录是通过来自超颖表面的散射光和泄漏光的自干涉在宽带空间非相干光中创建的。在校准测量中，相位映射的精度和空间背景噪声分别优于0.01 rad和0.05 rad。成像擅长的高空间分辨率，实验证明了精确的振幅和相位恢复的涡旋超透镜和超表面光栅与833线/毫米。由于优越的光灵敏度的方法，我们证明了，第一次，我们的知识，宽场测量的相位改变由一个单一的纳米天线，同时保持精度远低于0.15拉德。
2018-11-05 physics.optics
Subdiffraction incoherent optical imaging via spatial-mode demultiplexing
提出了一种空间非相干光源远场成像的空间模式解复用（SPADE）测量方案。对于任何对象太小，直接成像下的衍射极限，我表明，SPADE可以估计其第二次或更高的时刻更精确地比直接成像可以从根本上做光子散粒噪声的存在下。证明了SPADE在估计亚衍射物体的位置和尺度参数时，可以达到量子力学所允许的最佳精度。可实现远场线性光学和光子计数，SPADE有望在荧光显微镜和天文学中找到应用。
2017-02-28 physics.optics quant-ph
Particle Tracking and Extended Object Imaging by Interferometric Super Resolution Microscopy
研制了一种干涉荧光显微镜和一种新的理论图像重建方法，用于获得活体生物样品的超分辨率图像，并实现动态实时跟踪。跟踪利用存储在照明非相干光和发射光两者的干涉图案中的信息。通过周期性地移动的干涉仪相位和相位恢复算法，我们获得的信息，允许定位与子-2 nm的轴向分辨率在5 Hz。
2018-02-14 physics.bio-ph physics.optics
Plasmonic Superlens Imaging Enhanced by Incoherent Active Convolved Illumination
我们介绍了一种损失补偿方法，以增加近场成像的分辨率与等离子体超透镜，依赖于高空间频率通带函数与对象的卷积。利用非相干光的实现消除了对相位信息的需要。该方法的理论和数值成像结果与人工噪声，显示增强的分辨率为几十纳米，或约十五分之一的自由空间波长。该方法的物理实现的设计和模拟提供了一个证明的原则，并对实验实施的步骤进行了讨论。
2018-01-19 physics.optics
Incoherent Optoelectronic Differentiation with Optimized Multilayer Films
基于傅立叶的光学计算操作，例如空间微分，最近已经使用平面光学器件以紧凑的形状因子实现。然而，实验演示仅限于需要激光照明并导致斑点噪声和不需要的干涉条纹的相干光。在这里，我们展示了使用优化的多层膜，结合双色图像减法，实现与非偏振非相干光的分化。全局优化是通过采用神经网络结合协调水平集方法来优化多层膜在532 nm和633 nm波长的光学传递函数。然后通过减去这两个波长处的归一化非相干图像来实现空间微分。实验表明，优化后的多层膜可实现非相干微分，数值孔径可达0.8，分辨率可达6.2 μm。多层膜的使用允许无光刻制造，并且容易与现有的成像系统结合，从而打开了显微镜、机器视觉和其他图像处理应用的大门。
2021-12-05 physics.app-ph physics.optics
Passive superresolution imaging of incoherent objects
本文提出被动超分辨技术HGI，通过在过完备埃尔米特-高斯模式基中测量空间模式分量并结合深度神经网络重建，在亚瑞利区实现三倍于直接成像的分辨率提升，且对散粒噪声具有鲁棒性。
2023-04-19 physics.optics quant-ph
Subnanometer Accuracy of Surface Characterization by Reflected-Light Differential Interference Microscopy
我们理论化的表面台阶表征的反射非相干光微分干涉显微镜考虑到光学衍射效应。结合局域化分析，我们建立了一个定量微分干涉光学系统，并证明了测量表面高度变化的轴向分辨率对两束空间微分光束之间的剪切距离敏感。我们通过光刻法制作了三个纳米级台阶，并成功地表征了它们的一维高度变化，轴向精度为0.13 nm Hz^（-1/2）。研究结果表明，光学微分干涉显微镜可以实现大视场、亚纳米级的表面结构实时表征，这对微纳机电系统的表面表征具有重要意义。
2022-05-02 physics.app-ph physics.optics
Optically Incoherent Photonic Mutual Information
Princeton University（普林斯顿大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Polytechnique Montréal（蒙特利尔高等技术学院）；Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）
研究光学信息传输，引入端到端框架连接波动物理与互信息，建立统一线性信道模型。通过该模型研究表明，相干源和非相干源情况下信息传输特性不同，推导了非相干互信息上界，可用于近场显微镜等多种领域。
2026-07-16 physics.optics
Quantum-limited estimation of the axial separation of two incoherent point sources
提高轴向分辨率对于三维光学成像系统至关重要。本文提出了一种基于空间模解复用的非相干点光源轴向超分辨方案。利用径向模式分类器对光场进行损耗分解，得到径向模式基组，提取与点源轴向位置相关的相位信息。我们从理论和实验上表明，在零轴向分离的限制下，我们的方案允许达到量子Cramér-Rao下限，因此可以被认为是最佳的测量方法之一。与其他超分辨率方案不同，该方案既不需要激活荧光团，也不需要复杂的稳定控制。此外，它适用于轴向方向上的单点源的定位。我们的演示可以是有用的各种应用，如远场荧光显微镜。
2019-04-29 physics.optics quant-ph
Far-field linear optical superresolution via heterodyne detection in a higher-order local oscillator mode
到目前为止，瑞利极限已经应用于所有依赖于线性光学相互作用和远场检测的显微镜技术。在这里，我们证明了检测高阶横向电磁模式（TEM）中的物体发出的光可以帮助实现各种显微镜相关任务的亚瑞利精度。使用光外差检测TEM01，我们测量的相干和非相干发射物体的位置在0.0015和0.012的瑞利极限内，分别，并确定两个非相干发射狭缝之间的距离定位在0.28的瑞利极限内的精度为0.019的瑞利极限。将我们的技术扩展到高阶TEM，可以实现分辨率显著低于瑞利极限的全成像，这让人想起光学状态的量子层析成像。
2016-06-09 physics.optics quant-ph
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
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
Image simulation for biological microscopy: microlith
图像模拟仍然是开发最广泛使用的生物相位显微镜方法，因为在模拟部分相干照明的困难。我们描述了一个开源的工具箱，microlith（https：//code.google.com/p/microlith），它准确地预测与任何部分相干成像系统，包括相干照明和非相干，自发光的标本观察到的薄标本的三维图像。它的准确性证明了模拟和实验的明场和暗场图像的特征以及振幅和相位的目标，分别。比较提供了新的见解的暗场显微镜的灵敏度在孤立的或周期性的标本在10 nm的长度尺度的质量分布。基于使用microlith预测，我们提出了一种新的方法，用于检测纳米级的结构变化，在跳动的轴丝使用暗场显微镜。
2014-03-31 physics.optics q-bio.QM
Ballistic Imaging of High-Pressure Fuel Sprays using Incoherent, Ultra- short Pulsed Illumination with an Ultrafast OKE-based Time Gating
提出了一种基于光学克尔效应的时间门，泵浦光和探测光共线入射到克尔介质液体二硫化碳中，用于高压燃料喷雾的弹道成像。用于照明研究对象的探测脉冲是从水中紧密聚焦的飞秒激光脉冲产生的超连续谱中提取的，从而破坏了它们的相干性。光学成像的空间分辨率和门定时进行了研究，并与一个类似的设置没有超连续谱产生，其中探头仍然是相干的。最后，给出了几幅燃油喷雾在相干和非相干光照射下的弹道图像，并进行了定性比较。
2015-02-11 physics.optics
Super-resolved Second Harmonic Generation Imaging by Coherent Image Scanning Microscopy
我们扩展图像扫描显微镜二次谐波产生（SHG）通过提取二次谐波光束的复场振幅。虽然相干图像扫描显微镜（ISM）背后的理论是已知的，但实验演示尚未建立。主要原因是朴素的强度重新分配过程不能用于相干散射，因为点扩散函数现在是针对场幅度而不是针对强度定义的。我们使用一个内联干涉仪演示超分辨相敏SHG显微镜应用ISM重新分配机制上解决的领域。该方案可以很容易地扩展到三次谐波产生和受激拉曼显微镜方案。
2021-08-21 physics.optics
Axial resolution post-processing engineering in Fresnel incoherent correlation holography
本文提出PEAR-FINCH方法，通过构建不同轴向特性的全息图库并组合重建，首次在FINCH记录后实现景深工程，实验表明其景深较直接成像和FINCH显著扩展。
2025-09-30 physics.comp-ph physics.optics
Spatial coherence enabled sensorless adaptive optical imaging
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）；Sorbonne Université（索邦大学）
该研究提出基于空间非相干光空间相干特性的无导星无传感器自适应光学框架，利用像差诱导的空间相关分布展宽实现像差校正，在明场系统及结构化噪声下均有效，为无传感器AO提供了新反馈机制。
2026-08-13 physics.optics
Note on the classification of super-resolution in far-field microscopy and information theory
近年来，一些远场显微镜技术已经发展，设法克服分辨率的衍射极限。显然需要为它们制定一个统一的分类办法。我们认为，现有的计划的基础上的信息容量的光学系统不能很容易地扩展到涵盖，例如，STED显微术或基于单分子成像的技术。我们建议分类的基础上重建的阿贝极限。
2016-06-16 physics.optics
Semiclassical Theory of Superresolution for Two Incoherent Optical Point Sources
使用半经典模型的光探测泊松噪声和见解从量子精密测量，我们证明了线性光学和光子计数可以最佳地估计两个非相干点源之间的分离，而无需考虑瑞利准则。该模型适用于弱热光源、荧光光源和激光光源。
2016-11-06 physics.optics quant-ph
Quantum Theory of Superresolution for Two Incoherent Optical Point Sources
一个多世纪以来，分辨两个非相干点源的瑞利判据一直是光学成像分辨率的最有影响力的度量。在统计图像处理的背景下，违反该标准是特别有害的源之间的分离的估计，和现代远场超分辨率技术依赖于抑制近源的发射，以提高定位精度。使用量子光学，量子精密测量，和统计分析，在这里，我们表明，即使两个密切的非相干源同时发射，测量与线性光学和光子计数可以估计他们的分离从远场几乎一样精确的传统方法做孤立的来源，呈现瑞利准则无关的问题。我们的研究结果表明，超分辨率不仅可以实现荧光团，但也为恒星。
2016-08-29 physics.optics quant-ph
Subdiffraction incoherent optical imaging via spatial-mode demultiplexing: semiclassical treatment
我提出了一个半经典分析的空间模式解复用（SPADE）的测量方案下的衍射和光子散粒噪声的影响下的远场非相干光学成像。建立在以前的结果，假设两个点源或高斯点扩散函数，我推广SPADE为一个更大的类的点扩散函数和评估其误差估计的时刻，一个任意的subdiffraction对象。与Cramér-Rao界对直接成像的限制相比，结果表明SPADE在估计二阶和高阶矩方面具有更高的精度。
2018-02-21 physics.optics
A Super-resolution Optical Classifier with High Photon Efficiency
我们提出并证明了一个光子有效的光学分类器，以克服空间分辨率的瑞利限制。它利用模式选择性和频产生和单像素光子探测来解决基于光子计数统计的近距离非相干源。超分辨率和光子效率，这种技术可以在显微镜，光探测和测距（LiDAR）和天体物理学中找到应用。
2020-06-30 physics.optics quant-ph
High-resolution transport-of-intensity quantitative phase microscopy with annular illumination
对于基于强度输运方程（TIE）的定量相位成像（QPI），部分相干照明提供无散斑成像、与明场显微镜兼容以及超过相干衍射极限的横向分辨率。不幸的是，在具有圆形照明孔径的传统显微镜中，部分相干性往往会减小相位对比度，加剧TIE成像中固有的噪声-分辨率权衡，从而导致强烈的低频伪影和受损的成像分辨率。在这里，我们演示了如何可以有效地解决这些问题，取代传统的圆形照明孔径与环形。匹配环形照明不仅大大提高了低空间频率的相位对比度，而且显著提高了实际成像分辨率，接近非相干衍射极限。通过将高数值孔径（NA）照明以及高NA物镜，它示出，第一次，TIE相位成像可以实现高达208 nm的横向分辨率，对应于2.66的有效NA。举例说明了在体外Hela细胞的延时成像，揭示了细胞有丝分裂和凋亡过程中的细胞形态和亚细胞动力学。鉴于其高分辨率QPI的能力以及与广泛使用的明场显微镜硬件的兼容性，预计所提出的方法将被更广泛的生物学和医学界采用。
2017-05-30 physics.bio-ph physics.optics
Computational 3D microscopy with optical coherence refraction tomography
光学相干断层扫描（OCT）作为体内临床诊断3D成像模式已经取得了广泛的成功，影响了包括眼科学、心脏病学和胃肠病学在内的领域。尽管OCT具有许多优点，例如高灵敏度、速度和深度穿透，但OCT存在几个缺点，最终限制了其作为3D显微镜工具的实用性，例如其普遍存在的相干散斑噪声和维持毫米级成像深度所需的不良横向分辨率。在这里，我们提出了3D光学相干折射断层扫描（OCRT），OCT的计算扩展，通过结合多个OCT体积，跨两个旋转轴采集，形成一个分辨率增强，斑点减少，折射校正的3D重建合成非相干对比机制。我们的无标记计算3D显微镜采用了一种新颖的光学设计，结合了抛物柱面镜，能够捕获5D全光数据集，包括毫米级3D视场，最大可达$\pm75^\circ$，而无需移动样品。我们证明，3D OCRT揭示了果蝇，斑马鱼和小鼠样本中常规OCT未观察到的3D特征。
2022-02-24 eess.IV physics.bio-ph physics.optics
Interferometric superlocalization of two incoherent optical point sources
提出了一种新的干涉测量方法- SLIVER（Super Localization by Image inVERsion interferometry），用于估计两个非相干点源的分离，其均方误差不会随着源的靠近而恶化。干涉仪的基本组成部分是一个图像反转装置，它反转围绕光轴的横向平面中的场，假设通过源的质心。该设备的性能进行了分析，使用Cramér-Rao界适用于统计的空间分辨光子计数使用光子数分辨和开关探测器。支持的分析是由蒙特卡罗模拟的极大似然估计源分离，证明了超本地化效果的分离远低于设置的瑞利准则。仿真结果表明，SLIVER的鲁棒性之间的光轴和质心的失配。所得结果适用于任何具有圆对称点扩散函数的成像系统。
2016-01-24 physics.optics quant-ph
Quantum-optimal detection of one-versus-two incoherent optical sources with arbitrary separation
我们分析的基本量子极限的光学成像系统的分辨率从检测问题的角度来决定是否在图像平面中的光场是由一个非相干的轴上的源与亮度$ε$或由两个$ε/2$ -亮度的非相干源对称地放置在光轴上产生的。使用精确的热态模型的字段，我们推导出的检测问题，指定的错误概率的衰减的最佳速率与收集的光子的数量增加，这是允许的量子力学的量子衰减界。然后，我们表明，最近提出的线性光学计划的方法接近量子相干限制-二进制空间模式解复用（B-SPADE）的方法是量子最佳的分离的所有值，而使用图像反转干涉（SLIVER）的方法是近最佳的子瑞利分离。然后，我们简化了我们的模型，使用低亮度近似，是非常准确的光学显微镜和天文学，推导出条件的光子探测到的数量的量子反射边界，并显示我们的计划在这个条件检测范式的最优性。为了比较，我们分析表明，我们的计划与源分离相对于空间分辨直接成像的Beskoff界的优良缩放。我们的计划的量子最优（Helstrom）测量的优点，因为它们不涉及联合测量多个模式，他们不需要角间距的两个源的假设被给予\emph{a priori}，并可以提供该信息作为奖金的情况下，成功的检测。
2018-02-07 physics.optics quant-ph
Off-axis Aberrations Improve the Resolution Limits of Incoherent Imaging
本文证明离轴倾斜和Petzval曲率这两种低阶离轴Seidel像差能提升非相干成像中两点分离估计的Fisher信息，并表明仅靠直接成像测量方案即可实现量子启发超分辨率的实际定位优势。
2022-11-22 physics.data-an physics.optics
Incoherent Diffractive Imaging via Intensity Correlations of hard X-rays
已建立的X射线衍射方法允许晶体、结晶蛋白质结构甚至单个分子的高分辨率结构测定。虽然这些技术依赖于相干散射，但像康普顿散射或荧光发射这样的非相干过程-通常是主要的散射机制-通常被认为对成像应用有害。在这里，我们表明，非相干散射的X射线辐射的强度相关性可以用来成像的散射原子的全三维结构，具有显着更高的分辨率相比，传统的相干衍射成像和晶体学，包括额外的三维信息在傅立叶空间为一个单一的样品取向。我们提出了一些概念上优于那些相干方法的非相干衍射成像的属性。
2017-05-24 physics.optics quant-ph
Three-dimensional optical diffraction tomographic microscopy with optimal frequency combination with partially coherent illuminations
我们展示了一个三维（3D）光学衍射层析技术与最佳频率组合（OFC-ODT）的三维定量相位成像的未标记的标本。在一个环形孔径和两个圆形孔径下，利用不同的相干参数，分别拍摄了三组离焦光强图像。将对应于不同照明孔径的3D相位光学传递函数（POTF）相结合以获得最佳合成的频率响应，从而实现高质量、低噪声的3D重建，其成像分辨率高达非相干衍射极限。此外，还对环形照明的三维成像性能进行了研究，推导并分析了任意照明光瞳下的三维POTF表达式。结果表明，通过引入一个互补环形光阑，可以有效地解决高数值孔径条件下的相衬冲刷效应，从而大大提高了相衬度，提高了实际成像分辨率。为了测试所提出的OFC-ODT技术的可行性，三维折射率重建结果的基础上，一个模拟的三维分辨率的目标和实验研究的微聚苯乙烯珠和未染色的生物样品。由于其高分辨率的3D相位成像能力以及与广泛使用的商业显微镜的兼容性，OFC-ODT有望在生物和生物医学研究中找到多方面的应用。
2018-03-03 physics.bio-ph physics.optics
Improved 3D Superresolution Localization Microscopy Using Adaptive Optics
我们展示了一种新的多功能的方法，通过使用变形镜形状的点扩散函数，我们的显微镜在一个连续的和可控的方式进行三维超分辨率显微镜。我们将其应用于微管的3D STORM成像。
2014-01-05 physics.bio-ph physics.optics
Super-Gaussian approximations for optimum far-field irradiance in intersatellite optical communications: coherent and incoherent beam shaping
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；University of Cambridge（剑桥大学）
针对星际光通信中指向抖动影响，提出变分形式确定最优远场辐照度，发现平顶光束可最小化中断概率，并用超高斯光束近似，相干与非相干整形技术可降低约50%发射功率。
2026-06-16 physics.app-ph physics.optics
Translation position extracting in incoherent Fourier ptychography
非相干傅立叶重叠关联成像（IFP）是一种新的超分辨率成像方法，其平移位置的准确性是图像重建的关键，针对这一局限性，提出了一种直接从IFP图像中提取结构光平移位置的预处理算法，称为平移位置提取（TPE）。TPE主要包括两个步骤。首先，通过强度平均和分割来分离混合在所获取的强度中的散斑部分，其中照明运动被编码。然后计算散斑数据集的互相关以确定移位位置。TPE-IFP通过去除对翻译位置的先验知识的要求来改进先前的IFP。在没有位置信息的情况下获得高质量的超分辨率图像的仿真和实验证明了其有效性。通过进一步放宽实际条件，建议的TPE可以加速IFP的应用。此外，作为一种预处理方法，TPE也可能有助于类似的基于散斑的成像模式的位置估计。
2019-10-17 eess.IV physics.optics
Super-resolution structured illumination microscopy: past, present and future
结构照明显微镜（SIM）已成为3D和活细胞超分辨率成像的基本技术。然而，到目前为止，还没有一个专门的研讨会或期刊涵盖SIM的各个方面，从定制的硬件和软件开发以及商业仪器的使用到生物应用。这期特刊旨在回顾最近的发展，并概述未来的趋势。除了SIM，我们还涵盖相关主题，如互补超分辨率显微技术，计算成像，可视化和图像处理方法。
2021-02-26 physics.optics q-bio.QM
Super-resolution fluorescence microscopy by stepwise optical saturation
超分辨荧光显微镜是生物医学研究中的重要工具，因为它能够识别小于衍射极限的特征。然而，由于其难以实现和高成本，普遍应用的超分辨率显微镜是不可行的。在本文中，我们提出并展示了一种新的超分辨率荧光显微镜，可以很容易地实现，既不需要额外的硬件，也不需要复杂的后处理。显微镜是基于逐步光学饱和（SOS）的原则，其中原始荧光图像的$M$步骤被线性组合，以产生与传统的衍射限制图像相比，分辨率增加了$\sqrt{M}$倍的图像。例如，线性组合（缩放和相减）以常规功率获得的两个图像将分辨率扩展超过衍射极限的$1.4$的因子。SOS显微镜的分辨率提高在理论上是无限的，但实际上受到信噪比的限制。我们进行模拟和实验证明超分辨率显微镜与单光子（共焦）和多光子激发荧光。我们表明，与多光子模态，SOS显微镜可以提供超分辨率成像深散射样品。
2018-01-10 physics.bio-ph physics.optics
High-Resolution Dynamic Full-Field Optical Coherence Microscopy: Illuminating Intracellular Activity in Deep Tissue
Center for Physical Sciences and Technology (FTMC)（物理科学和技术中心）
本研究针对现有动态全场光学相干显微术难以在高散射组织深处高分辨成像的问题，研发出结合高倍油浸物镜、高亮度光源与实时参考臂调节的新系统，实现了更深层的无标记亚细胞结构成像，为生物显微研究与病理诊断提供新工具。
2025-08-05 physics.med-ph physics.optics
Far-field Super-resolution Chemical Microscopy
本文综述远场化学显微术结合超分辨技术突破光学衍射极限的最新进展，并总结其在生物医学、材料、环境、文物保护及芯片检测中的应用。
2023-05-18 physics.chem-ph physics.optics
Conservative classical and quantum resolution limits for incoherent imaging
从极大极小参数估计的角度，提出了两个非相干点光源的统计分辨率的经典极限和量子极限。与早期的结果的基础上的Cramér-Rao界，这里提出的限制，基于最坏情况下的误差准则和贝叶斯版本的Cramér-Rao界，是有效的任何有偏或无偏估计，并服从光子数标度，是符合实际的估计行为。这些结果证明，从极大极小的角度来看，Tsang，Nair和Lu最近提出的空间模式解复用（SPADE）测量方案[Phys. Rev. X 6，031033（2016）]仍然优于足够高光子数的直接成像。
2017-03-26 physics.optics quant-ph
Semiparametric estimation for incoherent optical imaging
半参数估计理论提供了一种优雅的方法来计算在无限多个讨厌的参数中的感兴趣的参数的Cramér-Rao界。在这里，我适用于衍射和光子散粒噪声的影响下的非相干成像的时刻估计的问题的理论。使用希尔伯特空间形式主义设计的泊松过程，我推导出精确的半参数Cramér-Rao界和有效的估计直接成像和量子启发的测量方法称为空间模式解复用（SPADE）。结果建立优越的SPADE，即使在很少的先验信息的对象。
2019-06-17 eess.IV physics.optics quant-ph
Superresolution Microscopy of the Volume Phase Transition of pNIPAM Microgels
分级聚合物结构如pNIPAM微凝胶已经被广泛研究，因为它们能够经历显著的结构和物理转化，这些转化可以通过外部刺激如温度、pH或溶剂组成来控制。然而，到目前为止，单个颗粒的直接三维可视化在原位受到阻碍的分辨率不足，光学显微镜，或对比度，电子显微镜。近年来出现了超分辨显微镜技术，原则上可以提供纳米级的光学分辨率。在这里，我们报告的染料标记的亚微米尺寸的pNIPAM微凝胶的原位超分辨显微镜，揭示了内部微观结构在膨胀和崩溃的个别颗粒。利用直接随机光学重建显微术（dSTORM），我们证明了横向光学分辨率为30nm，轴向分辨率为60nm。
2015-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.optics
