Diffraction of transmission light through triangular apertures in array of retro-reflective micro-prisms
采用三角形光阑组成的多周期闪耀光栅模型描述微棱镜阵列。利用多光束干涉和衍射阵列理论解释了六角形衍射图样的产生原因。分析了带状/线状鬼条纹与阵列结构缺陷的关系。几何性能（例如，微棱镜的二面角）通过测量来自三个回射片制造商的样品的衍射图案的特征来测试。
2012-03-16 physics.optics
Reaching the fundamental sensitivity limit of wavefront sensing on arbitrary apertures with the Phase Induced Amplitude Apodized Zernike Wavefront Sensor (PIAA-ZWFS)
本文提出相位诱导振幅变迹泽尼克波前传感器（PIAA-ZWFS），通过非球面透镜改进标准ZWFS，在任意孔径上达到每光子1/2弧度rms的基本灵敏度极限，并可与PIAA-CMC日冕仪集成，适用于高对比度成像。
2023-10-16 astro-ph.IM physics.optics
Dark zone maintenance results for segmented aperture wavefront error drift in a high contrast space coronagraph
由于光子数量有限，直接成像行星需要很长的集成时间与日冕仪。波前必须在相同的时间尺度上稳定，这在空间中由于热变化和其他机械不稳定性而通常是困难的。在本文中，我们讨论了未来的空间任务观测条件的影响，我们最近的实验室演示的暗区维护（DZM）算法。实验是在空间望远镜科学研究所（STScI）的复杂孔径望远镜（HiCAT）高对比度成像仪上进行的。该实验台包括一个分段孔径，一对连续变形镜（DM），和一个lyot日冕。分段孔径将高阶波前像差漂移注入到系统中，然后通过DZM算法由下游的DM校正。我们研究了各种漂移模式，包括分段孔径漂移，所有三个DM同时漂移，并在多个波长的漂移校正。
2021-08-18 astro-ph.IM physics.ins-det physics.optics
Extended depth of field of diffraction limited imaging system using spatial light modulator based intensity compensated polarization coded aperture
减小孔径尺寸是在光学器件中获得增强的图像分辨率的常规技术，但是其被耗尽的照明所遮蔽。偏振编码孔径（PCA）可以用来规避这个关键的伪影。我们实验证明强度补偿偏振加密孔径，这是利用LC-SLM的偏振调制特性设计。PCA不受孔径大小的限制，因此使用这些PCA可以更方便地记录远场点扩散函数（PSF）。通过实验验证了在名义强度损失下使用PCA可以提高衍射极限透镜的景深和二元菲涅耳波带片的轴向强度。
2022-04-08 physics.optics
Paraxial Sharp-Edge Diffraction of Vortex Beams by Elliptic Apertures
本研究开发了半解析计算算法，用于建模拉盖尔-高斯光束经锐边椭圆孔径的近轴衍射波场，可高精度探索未被研究的奇异光学场景基本特性。
2024-02-02 physics.optics
Diffraction-Attenuation Resistant Beams: their Higher Order Versions and Finite-Aperture Generations
近年来，通过理想零阶贝塞尔光束的适当叠加，发展了一种在吸收介质中获得抗衍射衰减光束的方法。在这项工作中，我们将表明，这样的光束保持其阻力衍射和吸收，即使当产生的有限孔径。此外，我们将扩展原来的方法，以允许更高的控制光束的横向强度分布。虽然该方法是针对标量场发展起来的，但它也可以应用于傍轴矢量波场。这些新光束在自由空间光学、医学仪器、遥感、光镊等方面具有潜在的应用价值。
2010-07-07 physics.optics
Diffraction effects in length measurements by laser interferometry
通过激光干涉仪进行的高精度尺寸测量需要校正，因为衍射使得有效条纹周期不同于平面（或球面）波$λ_0$的波长。通过使用组合的X射线和光学干涉仪作为一种工具，以调查整个激光束的衍射，我们观察到的波长变化一样大的$10^{-8}λ_0$。我们表明，它们起源于波前和强度轮廓扰动的存在下，在傍轴传播的波前演化。
2015-12-16 physics.optics
New techniques for high-resolution imaging and high-precision wavefront sensing via masked-aperture interferometry
Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO)（联邦科学与工业研究组织）
该研究受射电干涉测量启发，开发两种掩膜孔径干涉测量方法，经ALBA同步辐射光束线验证，可实现纳米级波前传感与亚角秒级成像，应用于实验室、同步辐射及天文学领域。
2026-07-31 astro-ph.IM physics.acc-ph physics.optics
Diffraction of light by a planar aperture in a metallic screen
本文给出了Smythe [Phys.Rev.72，1066（1947）]公式的一个完整的推导过程，该公式给出了在一个理想导电平面上产生的孔所衍射的电磁场。的推理，有效的任何激励场和任何孔的形状，只使用自由标量的Helmoltz方程的格林函数没有任何参考的绿色并矢形式主义。我们比较我们的证明与以前由杰克逊和连接我们的推理一般惠更斯菲涅耳定理。
2010-02-05 physics.optics
Transmissive Metagrating for Arbitrary Wavefront Shaping Over the Full Visible Spectrum
已经证明，超聚集形成了一个灵活而有效的平台，用于极端的波前操纵，超越了梯度超表面的限制。以前的方法透射metagrates诉诸复合非对称夹杂物，以实现单通道近完美的衍射。然而，这种复杂的夹杂物是敏感的几何参数和缺乏灵活性的任意相位调制，限制应用光束偏转。在这里，我们展示了完美的酉衍射全介质透射metagratings使用矩形夹杂物通过剪裁他们的多极干涉。利用这一原理，我们通过CMOS兼容的氮化硅纳米棒的位移调制实验证明了全息图的模拟相位分布编码，表现出偏振和整个可见光范围的宽带和广角高衍射效率。具有极端的角度/波长/偏振公差和减轻结构复杂性的设计和制造，我们的演示解锁的各种实际应用的基于元光栅波前操纵的全部潜力。
2020-03-18 physics.optics
Synthetic-Aperture Super-Resolution Imaging via Spatial-Frequency Shift in Near-Field Diffraction
School of Electronic Science and Engineering, Southeast University（东南大学电子科学与工程学院）；School of Optoelectronic Engineering, Henan Normal University（河南师范大学光电工程学院）；School of Computer and Electronic Information, Nanjing Normal University（南京师范大学计算机与电子信息学院）；Yangzhou Jinghong Laser Technology Co., Ltd.（扬州景弘激光技术有限公司）
提出一种基于旋转光栅的合成孔径超分辨方法，通过多方向成像拓宽空间频率覆盖，结合物理先验引导的多通道深度学习网络融合图像，仅用三个方向即以λ/3.9分辨率重建物体。
2026-09-22 physics.optics
Diffraction of an Off-axis Vector-Beam by a Tilted Aperture
从实验和理论上研究了径向偏振矢量光束经离轴倾斜光阑衍射时轨道角动量诱导效应的表现。进行了实验，以提取的圆偏振度，这被证明是成比例的自旋角动量密度的轴上分量。我们报告了一个明确的分离区域的右和左圆极化分别与积极和消极的拓扑电荷，这是让人想起标准的涡旋引起的横向位移，虽然在衍射的情况下。实验结果得到了模型模拟的支持，一致性是相当令人满意的。结果是有用的，以了解轨道轨道相关的影响，由于不可避免的失调问题（特别是涡旋光束）。
2022-04-27 physics.optics
Dynamic transition between Fresnel and Fraunhofer diffraction patterns - a lecture experiment
本文提出了一种简单的菲涅耳衍射区和夫琅禾费衍射区之间动态过渡的方法。在不同的孔径上进行实验，并在屏幕和孔径之间的不同距离处拍摄衍射图案。在实验装置中引入发散透镜以提供放大的菲涅耳衍射图案。菲涅耳和夫琅禾费衍射图案和它们之间的动态过渡可以很容易地在几米的距离上获得，这给了一个机会，使用我们的装置作为一个讲座实验。本文给出了正方形光阑过渡的照片，并进行了讨论。
2009-04-22 physics.optics
Inverse designed full-Stokes polarimetric metasurface with simultaneous wavefront sensing for visible light
Brno University of Technology（布尔诺理工大学）；Meopta s.r.o.（梅奥塔有限公司）
本文提出一种反向设计的全斯托克斯极化表面，实现可见光波前传感与极化状态的同时测量，通过优化纳米结构几何和旋转，提升系统效率和精度。
2026-04-20 physics.app-ph physics.optics
Advanced Optics Experiments Using Nonuniform Aperture Functions
描述了一种使用空间频率滤波来创建有指导意义的非均匀孔径函数的方法。来自菲涅耳极限中的单缝的衍射和来自夫琅和费极限中的双缝的干涉被空间滤波以产生跨越孔径的电场分布，从而产生变迹、逆变迹或超分辨率，以及具有跨越其宽度的相移的孔径。测量和计算了这些孔径函数的衍射效应。实验结果和计算结果之间的良好的协议，使实验理想的使用在一个先进的本科生或研究生光学实验室，以说明实验中的几个影响傅立叶光学。
2012-07-19 physics.optics
Diffraction by a small aperture in conical geometry: Application to metal coated tips used in near-field scanning optical microscopy
从理论上研究了光通过圆锥形金属屏顶点处亚波长光阑的衍射问题。多极场展开的基础上开发的方法来解决麦克斯韦方程组解析使用的边界条件适用于圆锥形的几何形状和有限的电导率的一个真正的金属。详细讨论了衍射场的拓扑性质，并与平板屏小孔衍射场的拓扑性质作了比较。e.贝特的问题该模型适用于涂层，圆锥锥形光纤尖端，用于近场扫描光学显微镜。它表明，这样的提示行为在很大一部分的空间像一个简单的组合，位于顶点平面（电偶极子和磁偶极子平行于入射场在顶点），其确切的表达式被确定的两个有效的偶极子。然而，在P平面的大的“向后”发射-一个突出的实验事实，至今仍无法解释-在我们的分析，超越了双偶极子近似恢复。
2010-02-12 physics.optics
Generalized vibration curves for apodization and super-resolution in far-field diffraction
University of Houston（休斯顿大学）
将振动曲线推广到连续、单调、对称的非均匀孔径函数，直观展示切趾与超分辨的远场衍射机制，并揭示一阶衍射零点处的相量旋转特征。
2026-06-26 physics.optics
Extension of Bethe's diffraction model to conical Geometry: application to near field optics
在近场扫描光学显微镜中使用的涂层锥形光纤尖端的辐射区，研究了Bethe双偶极子模型的一般性，通过一个亚波长孔在导电平面中的光衍射。为了从理论上描述针尖的角辐射功率，我们提出了一个简单的，小孔径（半径< 40 nm）的多极展开的基础上的分析模型。我们的模型能够重现现有的实验结果。它证明相对不敏感的锥角和孔径半径，并包含，作为第一近似，经验的两个偶极子模型提出较早。
2010-02-04 physics.optics
Optimizing Coded-Apertures for Depth-Resolved Diffraction
本研究针对微尺度同步辐射衍射成像需求，通过分析孔径特性、开展数值与同步辐射实验，优化编码孔径设计以实现晶体样本的深度分辨微衍射分析，为该领域发展提供关键参考。
2024-05-21 eess.SP physics.optics
Nonlinear photoacoustic wavefront shaping (PAWS) for single speckle-grain optical focusing in scattering media
非侵入性地将光聚焦到强散射介质（诸如生物组织）中是高度期望的，但具有挑战性。最近，已经开发了由超声编码或光声感测引导的波前成形技术来解决该限制。到目前为止，这些方法仅提供声学衍射限制的光学聚焦。在这里，我们介绍了非线性光声波前整形（PAWS），它实现了光学衍射限制（即单散斑颗粒）在散射介质中的聚焦。基于Grueneisen记忆效应，提出了一种有效的双脉冲激发方法来产生强非线性光声信号。这些非线性PA信号被用作反馈以引导迭代波前优化。通过最大化非线性PA信号的幅度，光被有效地聚焦到单个光学散斑颗粒。实验结果表明，在5-7微米的尺度上，这是一个清晰的光学焦点的线性尺寸小于约10倍的声学焦点，在峰值通量的增强因子为约6000。该技术有可能为帕金森病和癫痫的显微手术或单神经元成像和光遗传学激活提供组织深处的高度受限的强光学焦点。
2014-02-04 physics.optics
Proper scaling for triangular aperture in OAM measurement
用于通过衍射测量光的轨道角动量（OAM）的标准三角形孔径通常具有固定且有限的半径R。这具有关键问题，因为对于OAM光束的增加的拓扑电荷m，光束的半径r也增加。在这里，我们通过实验证明了我们的假设。我们使用一个动态的三角形光圈，可以编程为具有不同的特征R，以吸收各种OAM值的光束。通过对二维关联衍射图样的分析，我们找到了R的最小界。对于空间光调制器中的恒定初始束腰w和孔径系统的恒定位置z，我们发现孔径的半径对于每个m值是唯一的。有趣的是，这个R根据文献报道的光束的均方根半径进行缩放。我们还表明，与较大的孔径，可以看到的拖尾效应，在衍射图案，成为一个挫折上辨别条纹的拓扑电荷值的测量，从而光的OAM。如果需要对光的OAM进行精确测量，则需要采用该限制。
2019-03-22 physics.optics
Imaging ultrafast dynamical diffraction wavefronts in strained Si with coherent X-rays
单晶中的动态衍射效应产生高度单色的平行X射线束，相互间隔为几微米，时间延迟为几fs -所谓的回波。这种超快衍射效应被用于X射线自由电子激光的自注入方案中，以改善光束单色性。在这里，我们提出了一个相干X射线成像测量的回波从硅晶体，并证明了一个小的表面应变可以用来调整他们的时间延迟。这些结果代表了实现应变剪裁新X射线光学器件这一宏伟目标的第一步。
2021-10-11 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.ins-det
Digital autofocusing of a coded-aperture Laue diffraction microscope
为了提供最佳的深度分辨率与编码孔径劳厄衍射显微镜，编码孔径的准确位置和它的扫描几何形状需要知道。然而，由于涉及大量参数，通过试错法找到几何形状是一个耗时且通常具有挑战性的过程。在本文中，我们提出了一种优化的方法来自动化的聚焦过程后，数据收集。我们证明了所提出的方法的鲁棒性和效率与实验数据在同步加速器设施。
2023-02-01 eess.IV physics.optics
Perfect diffraction metagratings supporting bound states in the continuum and exceptional points
非厄米系统中的共振耦合可以导致奇异的特征，例如连续谱中的束缚态（BIC）和例外点（EP），它们已被广泛用于控制光的传播和光的散射。然而，控制衍射和工程空间波前的类似工具仍然难以捉摸。在这里，我们表明，通过操作一个合适的定制metagrating周围的BIC和EP，它是可能实现一个极端程度的控制耦合到不同的衍射阶元表面。我们在金属-绝缘体-金属波导上堆叠亚波长金属狭缝阵列，使得能够仔细控制局域模和导模之间的耦合。通过周期性地将耦合强度从弱到强进行调整，我们在很大程度上调整了整个频谱，并使奇异特征（如BIC和EP）能够出现。围绕这些奇异特征实现了具有大光谱选择性的完美的酉衍射效率，具有任意波前成形与滤波和传感相结合的有前途的应用。
2021-09-22 physics.optics
Paraxial Sharp-Edge Diffraction: A General Computational Approach
在傍轴近似下，提出了经典锐边衍射理论的一个一般性的修正形式。庞加莱矢量势的构造并不为人所知，它直接应用于菲涅耳的二维积分中，以便将其转换为孔径边界上的一维等值线积分。从最近发展的BDW理论的傍轴修正，这种方法可以适用于任意形状的尖锐边缘的平面孔入射到任意波场分布。一对夫妇有趣的例子所提出的方法的应用。
2022-04-12 physics.optics
Diffraction as scattering under the Born approximation
光在孔径处的衍射是光学中引起极大兴趣的基本问题。一些最重要的衍射结果是菲涅耳-基尔霍夫和瑞利-索末菲公式。这些理论基于使用格林定理求解波动方程，并根据所采用的特定边界条件产生略有不同的表达式。在本文中，我们提出了另一种方法来解决衍射薄屏幕，其中包括孔，光栅，棱镜等，我们表明，应用一阶玻恩近似的二维物体，我们得到了一个一般的衍射公式，没有角近似。我们讨论了几个常见的近似，并把我们的结果在现有的理论的背景下。
2021-04-10 physics.optics
Monte Carlo Ray-Trace Diffraction Based On the Huygens-Fresnel Principle
这项工作的目标是建立条件和限制下，惠更斯-菲涅耳原理准确地描述在蒙特卡洛光线跟踪环境中的衍射。这一目标是通过专门的实验，理论和数值结果的系统相互比较来实现的。我们通过预测和仔细测量单缝和圆孔产生的衍射条纹来评价惠更斯-菲涅耳原理的成功。然后，我们将分析和数值方法的结果相互比较，并与专用的实验结果进行比较。我们的结论是，使用MCRT方法来准确地描述衍射需要仔细注意的孔径点的数量，每个孔径点跟踪的光线的数量，和屏幕上的箱数之间的相互作用。这一结论得到了标准统计分析的支持，包括调整后的决定系数、均方根偏差和减少的卡方统计量。
2018-02-24 physics.optics
Blind focusing through strongly scattering media using wavefront shaping with nonlinear feedback
散射阻止光在混浊介质中聚焦。当局部形式的反馈可用时，可以通过波前成形技术来消除散射的影响。即使在不存在这种局部报告子的情况下，当反馈响应是非线性的时，波前成形也可以盲目地形成单个衍射限制焦点。我们开发并实验验证了一个模型，该模型准确描述了这种盲聚焦过程的统计数据。我们表明，最大化的非线性反馈信号并不总是导致形成一个焦点。使用我们的模型，我们可以计算出通过强散射介质盲聚焦光的最低要求。
2019-02-07 physics.optics
Pulse-to-pulse wavefront sensing at free-electron lasers using ptychography
自由电子激光器（FEL）产生的超亮超短脉冲的波前特性的迫切需要，刺激了几种互补的表征方法的发展。在这里，我们提出了一种基于重叠关联的方法，可以检索完整的高分辨率的单个脉冲的复值波函数。我们的技术被证明在实验条件下适合衍射实验在其原生成像状态。这种无透镜技术，适用于许多其他短脉冲仪器，可以实现衍射极限的分辨率。
2019-11-25 eess.IV physics.optics
Real-time phase-retrieval and wavefront sensing enabled by an artificial neural network
在这篇手稿中，我们展示了一种方法来重建的波前聚焦光束从一个衍射掩模后面的测量衍射图案实时。相位问题的解决是通过一个神经网络，这是训练与模拟数据和实验数据验证。神经网络允许在几毫秒内进行实时重建，而之前的迭代相位恢复需要几秒钟，因此允许实时调整复杂系统并通过自适应光学进行校正。此外，神经网络优于迭代相位检索与高噪声衍射图案。
2021-01-11 eess.IV physics.optics
Inverse-Designed Metasurfaces for Wavefront Restoration in Under-Display Camera Systems
Hanyang University（汉阳大学）；University of Washington（华盛顿大学）
本文提出了一种逆向设计的超表面，用于在显示屏相机系统中实时恢复波前，以解决由金属像素结构引起的衍射失真问题。
2025-04-24 physics.comp-ph physics.optics
Truncated triangular diffraction lattices and orbital-angular-momentum detection of vortex SU(2) geometric modes
本文首次报道了SU（2）几何模的三角形光阑截断衍射，并提出了一种探测SU（2）波包复杂轨道角动量的方法。作为一种特殊的涡旋光束，非平面SU（2）模具有特殊的光强和OAM分布，在截断衍射晶格中产生奇异的图样。通过调整部分OAM区域附近的照明孔径，揭示了该模型的网状结构，并通过计算网格中的黑洞数目，精确地计算了SU（2）波包的部分拓扑荷和OAM.此外，通过控制中心区域孔径的大小和位置，可以使截断三角形点阵接近经典的点阵列点阵，用于测量中心OAM。这些效应得到了理论模拟的充分验证，极大地扩展了特殊光束拓扑结构检测的通用性。
2018-08-30 physics.optics
Diffraction of waves by screens (apertures in screens) with time-varying dimensions. Time-varying Kirchhoff's integral representation for moving boundaries
本文研究了电磁波在时变尺度屏（屏中的孔）上的衍射。得到了这种情况下的广义矢量基尔霍夫表示。它还表明，与精度高达v/c<<1的数量级的条款，散射波和瞬时功率的表达式可以从一个固定的情况下，通过取代屏幕尺寸的时间相关的参数（例如，时间相关的半径）为屏幕尺寸的常数参数（例如，屏幕半径）出现在描述静止情况的公式中。
2015-04-08 physics.optics physics.plasm-ph
Takagi-Taupin Description of X-ray Dynamical Diffraction from Diffractive Optics with Large Numerical Aperture
我们提出了一个形式主义的X射线动态衍射从体衍射光学与大数值孔径和高纵横比，在一个类似的Takagi-Taupin方程的应变单晶。本文导出了体衍射光学系统的动态衍射基本方程组，使我们能够研究具有不同光栅轮廓的体衍射光学系统的聚焦特性。我们研究了满足布拉格条件的不同程度的体衍射光学，即平面，倾斜和楔形几何形状，并推导出最终聚焦所需的弯曲几何形状。我们表明，弯曲的几何形状满足布拉格条件无处不在和相位点聚焦的要求，并有效地聚焦硬X射线的尺度接近的波长。
2007-04-30 physics.class-ph physics.optics
Diffraction of a partial temporal coherent beam from a single-slit and a circular aperture
我们将单缝和圆孔的弗兰霍夫衍射的概念推广到部分时间相干和准单色光的情况。解析地研究了这个问题，并研究了相干长度对衍射图样的影响。在这种情况下，辐照度的远场分布取决于新引入的参数（退相干参数），该参数控制衍射图案与通常的衍射图案的偏差。给出了时间退相干对远场辐照度分布的修正。数值研究了退相干参数对远场衍射图样的影响。在单个狭缝的情况下，在中心峰中没有明显的偏差，但是在更高阶的衍射中，偏差变得明显。对于圆孔，只要退相干参数大于1，光束的退相干效应会影响衍射分布，一级衍射图样会减小，随着退相干参数的增大，一级衍射图样会逐渐消失。
2019-02-24 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
The estimation of far-field wavefront error of tilt-to-length distortion coupling in space-based gravitational wave detection
在天基引力波探测中，畸变光束远场波前误差的估计是消除噪声的前提。采用泽尼克多项式描述透射畸变光束的波前误差。数值计算了激光束在两个望远镜孔径之间的传输。利用畸变高斯光束与无畸变参考高斯光束峰谷相位差的绝对高度来估计远场波前误差。结果表明，指向抖动与波前误差密切相关。此外，当抖动从100到10 nrad减小10倍时，波前误差减小超过一个数量级。在多参数最小化分析中，在某些参数范围内，波前误差的最小值趋于Z[5，3] Zernike。一些泽尼克效应与接收光束的波前误差有很强的相关性。当孔径在Z[5，3] Zernike处增大时，波前误差不是单调的，而是有振荡的。然而，随着臂长从10 $^{-1}$ Mkm增加到10 $^3$ Mkm，波前误差几乎保持不变。当臂长从10 $^{-1}$ Mkm到10 $^{-4}$ Mkm减小三个数量级时，波前误差仅增加一个数量级。在10 $^{-4}$ Mkm至10 $^3$ Mkm的范围内，在Z[5，3] Zernike和10 nrad抖动下，波前误差的最低极限为0.5 fm至0.015 fm。
2022-10-28 astro-ph.IM gr-qc physics.optics
Diffraction-limited operation of micro-metalenses: fundamental bounds and designed rules for pixel integration
CNRS（法国国家科学研究中心）；CRHEA（高分辨率电子显微学与应用研究中心）；III-V Lab（III-V实验室）；Colorado School of Mines（科罗拉多矿业学院）
本文研究了微金属透镜在衍射极限下的操作，揭示了小像素尺寸下衍射限制对性能的影响，并提出了优化微型光学超材料性能的设计规则。
2025-10-05 physics.optics
Angular-Channel Capacity and Nonlocal Wavefront Engineering for Phased-Array--Lens Systems
Edward S. Rogers Sr. Department of Electrical and Computer Engineering, University of Toronto（多伦多大学爱德华·S·罗杰斯电气与计算机工程系）
该研究建立相控阵-透镜系统高方向性波束扫描的角信道界限，提出利用非局域介质超透镜实现接近极限的波前工程，实验验证了保持50°扫描范围并提升2.5-3.5分贝方向性的紧凑圆柱形超透镜。
2026-09-25 physics.class-ph 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
Far-field Imaging beyond the Diffraction Limit Using a Single Radar
在各种成像应用中，超过衍射极限的远场成像是一个长期追求的目标，这通常需要天线阵列或机械扫描。在这里，我们提出了一种替代和新颖的概念，这个具有挑战性的问题：一个单一的雷达系统组成的时空谐振孔径天线（称为奴隶天线）和宽带喇叭天线（称为主天线）。我们从理论上证明了这种谐振孔径天线负责将部分倏逝波转换为传播波，并将它们传递到远场。我们还证明了所提出的亚波长成像策略有三个基本要求：强时空色散孔径，近场耦合，和时间（或宽带）照明。这种单雷达成像的概念提供了独特的能力，当物体被宽带电磁波照射时产生实时数据，这显著地提升了诸如近场扫描、机械扫描或天线阵列的苛刻要求。我们期望这种成像方法将在微波、太赫兹、光学和超声领域的超分辨率成像中取得突破。
2014-06-09 physics.optics
Synthetic aperture phase imaging of second harmonic generation field with computational adaptive optics
本文提出基于合成孔径傅里叶全息显微与计算自适应光学的SHG场超分辨定量相位成像方法，可在强散射和复杂像差下突破阿贝衍射极限，并在斑马鱼肌肉组织中实现深层成像验证。
2023-04-27 physics.optics
Explicit derivation of the Fraunhofer diffraction formula for oblique incidence
本文对斜入射瑞利-索末菲标量衍射进行了解析研究。本文详细推导了平面标量波斜入射到各种孔径上的夫琅禾费衍射公式，如单缝、圆孔和衍射光栅。在瑞利索末菲标量衍射理论的背景下，这样的推导将是重要的光学本科课程。
2021-10-21 physics.gen-ph physics.optics
Engineering wavefronts with machine learned structured polarization
本文提出用空间偏振调制控制波前与振幅分布，结合扩展 Gerchberg-Saxton 算法和机器学习优化设计偏振掩模，并实验验证其可简化系统。
2025-02-18 physics.optics
Influence of the absorber dimensions on wavefront shaping based on volumetric optoacoustic feedback
本研究针对基于光声反馈的浑浊介质光聚焦受可分辨散斑数限制的问题，实验测试了不同尺寸吸收微粒的光声反馈实现的光强增强，并结合散射介质深部信号增强场景讨论了结果意义。
2015-06-11 physics.optics
Design of PIAA coronagraphs over square apertures
本文的目的是提出一个理论研究的结果有关的PIAA单位使用变形镜的可行性。我们首先回顾了驱动PIAA的设计方程的一般推导。然后，我们将展示如何解决这些方程的方孔，并显示在射线光学制度的纯PIAA系统的性能。我们把这些设计方程的边缘衍射效应的研究，并提供了一个通用的表达后，通过PIAA日冕充分传播的领域。第三，我们说明了如何前和后切趾器的组合产量的对比度为10^10，即使在衍射效应的存在下，配置既没有波前误差或波前控制。最后，我们提出了新的PIAA配置方孔绕过PIAA光学制造的限制，诱导切趾与两个正方形变形镜（DM）。这样的解决方案依赖于比当前设想的静态PIAA解决方案更小的瞳孔尺寸，并且因此需要积极的变迹前和变迹后屏幕，以便减轻两个反射镜之间的衍射效应。因此，它们与性能（特别是吞吐量）的显著损失相关联。
2011-11-22 astro-ph.IM physics.optics
Angle-multiplexed metasurfaces: encoding independent wavefronts in a single metasurface under different illumination angles
薄衍射光学元件的角度响应是高度相关的。例如，通过由光栅周期确定的光栅动量来锁定光栅的入射角和衍射角。其他衍射装置，包括常规超表面，由于菲涅耳区边界的固定位置和超原子的弱角度敏感性而具有类似的角度行为。为了改变这一基本属性，我们引入了角度复用元表面，由反射性高对比度介电U形元原子组成，其在不同角度照射下的响应可以独立控制。这使得平面光学器件能够在从不同方向照射时施加不同且独立的光学变换，这是以前衍射光学器件中不可用的能力。
2017-11-07 physics.optics
Modelling of partially coherent radiation based on the coherent mode decomposition
本文提出了一种利用相干模分解和波前传播的部分相干辐射的传播方法。辐射场被分解为独立的相干模之和。然后使用传统的波前传播技术分别传播每个模式。这些模式在观察平面中的总和给出了传播辐射的相干特性。作为一个例子，我们分析了部分相干辐射通过一个单一的圆孔传输。
2011-08-30 physics.optics
A New Method for Wavefront Sensing using Optical Masking Interferometry
本文提出一种基于射电天文干涉成像与自校准的二维孔径掩模光学干涉波前传感方法，可直接测量光程延迟，并在 400 nm 实验中实现亚角秒倾斜重建、纳米级计量与 0.6 nm/ms 光程精度。
2025-07-07 astro-ph.IM physics.acc-ph physics.optics
Ptychographic reconstruction with wavefront initialization
X射线重叠关联成像是一种提供超高空间分辨率的尖端成像技术。在重叠关联成像中，相位恢复，即，通过利用包含在利用重叠照明测量的衍射图案中的信息的冗余，能够从仅强度测量中恢复复值信号。对于样本是相当大的比探针，我们表明，在迭代过程中，大量的信息必须从样本的边缘传播到中心。这构成了使用平坦初始化的算法的重建速度的固有限制。在这里，我们的实验表明，一个相当大的提高计算速度，可以实现通过利用低分辨率的样品波前检索从测量的衍射图案作为初始化。此外，我们表明，这种方法避免了由于强相位梯度的相位奇异性文物。波前初始化在计算上是快速的并且与非大体积样本兼容。因此，所提出的方法是很容易适应既定的重叠关联重建算法，这意味着广泛的使用。
2022-05-22 cond-mat.mtrl-sci eess.IV physics.optics
Quantitative Wavefront sensing with static Foucault and pyramid tests
本文提出两种基于反射棱镜和梯度密度滤光片的静态非调制波前传感器设计，通过简化数学模型实现波前斜率重建与波前计算，模拟证明其测量精度满足经典衍射极限判据。
2025-07-18 physics.optics
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
Super-resolution and non-diffraction longitudinal polarized beam
提出了一种产生亚波长（0.43 λ）纵向偏振光束的方法，该光束在自由空间中传播时不发散，长度约为4 λ。这是通过控制高数值孔径聚焦透镜孔径上贝塞尔-高斯场的振幅、相位和偏振特性来实现的。
2007-09-18 physics.optics physics.pop-ph
Discretization of Annular-Ring Diffraction Pattern for Large-Scale Photonics Beamforming
提出了一种用于集成光子平台的基于圆环衍射图样的固态有源波束形成器。这种圆形对称的环形孔实现了辐射元件限制的FOV。此外，它表明，一个多圆环孔与一个固定的线密度的元素保持了光束效率为更大的孔径，同时减少了波束宽度和旁瓣电平（SLL）。在标准光子学工艺中实现了具有主动波束形成的255单元多圆环OPA。510相位和幅度调制器使用该孔径实现波束成形和波束转向。行-列驱动方法将所需的电驱动器减少了5倍以上。
2021-09-10 cs.SY eess.SY physics.app-ph
On a link between kernel mean maps and Fraunhofer diffraction, with an application to super-resolution beyond the diffraction limit
我们建立了傅立叶光学和最近从机器学习社区称为内核平均映射的建设之间的联系。使用Fraunhofer近似，它识别与孔径的平方傅里叶变换的内核。这允许我们使用关于核平均图的可逆性的结果来提供关于夫琅禾费衍射的可逆性的陈述，表明具有任意小孔径的成像过程原则上可以是可逆的，即，不丢失信息，只要要成像的对象满足一般条件。一个真实世界的实验表明，我们可以超分辨率超过瑞利极限。
2013-03-01 physics.optics stat.ML
