Exploring plenoptic properties of correlation imaging with chaotic light
在混沌光照明的设置，我们考虑不同的方案，使执行成像通过测量二阶强度相关。所提出的协议的最相关的特征是执行全光成像的能力，即通过对对象和聚焦元件两者进行成像来重建在系统中传播的光的几何路径。该属性允许在单个数据采集中编码场景的多视角图像和场景与聚焦元件之间的不同平面中的光分布。我们揭示了三种不同的设置的全光特性，探索其重新聚焦的潜力，并讨论其实际应用。
2017-10-06 physics.optics quant-ph
Signal-to-noise properties of correlation plenoptic imaging with chaotic light
相关全光成像（CPI）是一种新颖的成像技术，其利用光的强度波动之间的相关性来执行全光成像的典型任务（即，重新聚焦场景的失焦部分、扩展景深以及执行3D重建），而不会带来空间分辨率的损失。在这里，我们考虑两种不同的CPI方案的基础上混沌光，都采用鬼成像：第一个成像的对象，第二个成像的聚焦元件。我们表征其噪声特性的信噪比（SNR），并比较它们的性能。我们发现，SNR可以显着更高，更容易控制的第二CPI计划，涉及标准成像的对象，在适当的条件下，该计划能够减少一个数量级的帧的数量，以实现相同的SNR。
2019-01-30 physics.optics quant-ph
Periodic patterns for resolution limit characterization of correlation plenoptic imaging
本文利用周期性测试图案，通过解析方法研究相关光场成像方案的分辨率极限，并与标准成像对比，以深入理解该二阶成像技术的分辨率特性。
2023-09-01 physics.optics quant-ph
Comparative analysis of signal-to-noise ratio in correlation plenoptic imaging architectures
相关全光成像（CPI）是一种利用相关光源的特殊性质的无扫描衍射限制的三维光学成像技术。CPI已被进一步扩展到感兴趣的显微镜，如荧光或散射物体的样品，在一个修改后的架构命名为相关光场显微镜（CLM）。有趣的是，实验表明，CLM的噪声性能比原始CPI方案有显著改善，从而获得更好的图像和更快的采集速度。在这项工作中，我们提供了一个理论基础，这样的优势，通过调查的信号-噪声和信号-背景比的CLM和原始CPI设置的属性。
2022-06-27 physics.optics quant-ph
Plenoptic x-ray microscopy
全光相机使用微透镜阵列来在单个复合图像中捕获同一场景的多个视图。它们可以重新聚焦在不同的平面和深度估计上。然而，到目前为止，所有类型的全光计算成像都限于可见光。我们展示了一个X射线全光显微镜，它使用一个集中的微毛细管阵列，而不是一个微透镜阵列，并可以同时获得从一百到一千X射线投影的成像体积位于微毛细管阵列的焦点区域。因此，焦平面附近的各种深度处的断层摄影切片可以以类似于断层合成的方式重建，但是来自单次X射线曝光。该显微镜能够对大样本中的小子体积进行深度分辨成像，并可用于通过传播相衬对弱吸收的人造和生物物体进行成像。
2019-12-26 physics.app-ph physics.optics
Plenoptic imaging of particle interactions in scintillation detectors
UC San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）；University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
提出PRISM多焦点全光成像系统，通过多焦距微透镜阵列平衡光子收集与深度编码，在光子匮乏条件下实现毫米级3D定位，平均误差约1mm。
2026-07-02 eess.SP physics.ins-det physics.optics
3D correlation imaging for localized phase disturbance mitigation
本文提出一种关联光场成像方法，通过测量二阶时空关联来抑制位于特定距离且缓慢变化的湍流相位扰动，同时避免传统全光成像中的横向分辨率损失。
2024-06-14 physics.optics quant-ph
Assessing the 3D resolution of refocused correlation plenoptic images using a general-purpose image quality estimator
本研究针对传统光场成像中微透镜阵列导致的分辨率随体积重建能力提升而下降的问题，提出基于图像保真度的通用分析方法，定量评估相关光场成像的轴向与横向分辨率，验证其重聚焦重建的轴向切片能力可媲美传统成像系统。
2024-06-19 eess.IV physics.optics
Requirements and Design Methodology for a Spatio-Angular Vitreoretinal Surgical Microscope
本文介绍了一种基于全光成像的玻璃体视网膜手术显微镜的要求和设计方法。详细介绍了成像透镜、微透镜阵列和传感器的设计参数。与基于商用全光传感器的概念验证系统相比，所提出的设计提供了扩展的深度成像范围，并可作为临床相关手术显微镜实施的指南。
2018-06-29 physics.med-ph physics.optics
Towards quantum 3D imaging devices: the Qu3D project
我们回顾了量子全光相机的设计和实现的研究进展，量子全光相机是一种全新的3D成像设备，它利用动量-位置纠缠和光子数相关性来提供全光设备的典型重聚焦和超快速，无扫描的3D成像能力，以及在标准全光相机中无法实现的显着增强的性能：衍射极限分辨率、大焦深和超低噪声。为了进一步提高体积分辨率超过瑞利衍射极限，并达到量子极限，我们还开发了基于量子费舍尔信息的专用协议。然而，为了使所提出的设备的量子优势有效并吸引最终用户，需要解决两个主要挑战。首先，由于相关性测量需要大量的帧来提供可接受的SNR，如果用商业上可获得的高分辨率相机来实现，则量子全光成像将需要范围从几十秒到几分钟的采集时间。其次，为了检索3D图像或重新聚焦2D图像，对大量数据的细化需要高性能和耗时的计算。为了应对这些挑战，我们正在开发高分辨率SPAD阵列和超快电子器件的高性能低级编程，结合压缩传感和量子断层扫描算法，旨在将采集和精细化时间减少两个数量级。还将讨论QPI设备的开发路线。
2021-06-15 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Light-field imaging from position-momentum correlations
本研究提出一种基于位置-动量关联编码的新型关联全光成像（CPI）结构，既具备基础研究价值，又克服了现有装置的实际局限，提升了轴向均匀性与参考平面识别鲁棒性。
2024-01-29 physics.optics
Correlated-photon imaging at 10 volumetric images per second
本文提出一种结合混沌光光子数相关性与SPAD超快传感器阵列的单透镜相关全光成像方案，实现了每秒10个体积图像的采集速度，显著提升了相关光子成像的时间性能并证明其实际应用潜力。
2023-08-07 physics.optics quant-ph
Hadamard single-pixel imaging versus Fourier single-pixel imaging
单像元成像是一种创新的成像方案，近年来受到越来越多的关注。它适用于在非可见光波长下成像和在弱光条件下成像。然而，单像素成像曾经遇到重建质量低和数据采集时间长的问题。阿达玛单像素成像（HSI）和傅立叶单像素成像（FSI）的发展改变了这种状况。这两种技术都能够实现高质量和高效率的成像，显著提高了单像素成像方案的适用性。本文从理论分析和实验两个方面比较了HSI和FSI的性能。结果表明，FSI比HSI更有效，而HSI比FSI更具噪声鲁棒性。本文的工作可为研究人员选择合适的单像素成像技术提供参考。
2017-06-26 physics.optics
Anisotropy enables advanced light sheet microscopy with opaque lenses
针对荧光显微镜在散射组织中深度分辨率比受限的问题，提出结合动态波前整形与各向异性散射板的不透明透镜Wavelens，实现了在密集散射样本中保持一致光片特性的高分辨率成像。
2025-09-16 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
Increasing the resolution of transmission electron microscopy by computational ghost imaging
本研究通过数值模拟，提出在透射电子显微镜中创新性地应用计算鬼成像技术，利用单像素探测器结合结构化照明来克服相干像差限制，并在8电极器件示例中实现了超越像差极限2倍的分辨率提升。
2023-11-10 physics.ins-det physics.optics
Wide-Field Multiphoton Imaging Through Scattering Media Without Correction
荧光、光谱和形态学成像的光学方法在过去十年中取得了非凡的进展。超分辨率成像和宽场多光子成像现在是生物医学科学重大进展的基础。虽然这些进展令人吃惊，但迄今为止，所有形式的光学成像都面临着一个关键的挑战，那就是更深入地渗透。许多方案实施像差校正或使用复杂光子学来解决此需要。相比之下，我们通过实施一个不需要关于介质或其属性的先验信息的方案来应对这一挑战。利用我们的创新方案中的时间聚焦和单像素检测，我们通过各种混浊介质获得宽场双光子图像，包括散射体模和达到高达7个散射平均自由程长度的深度的组织。我们的研究结果表明，它与标准的点扫描双光子成像竞争有利，信号与背景比提高了五倍，同时显示出显着较低的光漂白。
2018-11-23 physics.bio-ph physics.optics
Mapping and Measuring Large-scale Photonic Correlation with Single-photon Imaging
量子关联及其测量是探索量子物理基本问题和发展量子增强技术的基础。量子关联可以在不同的空间中产生和操纵，这就要求对量子粒子的位置、时间、频率和极化采取不同的测量方法。此外，在早期的原理证明演示之后，非常需要在足够大的希尔伯特空间中测量量子相关性以用于实际的量子应用。当模式的数量增加到几百个时，单模式寻址在经济上变得不可行，并且对于用硬件处理相关事件也极具挑战性。本文提出了一种通用的、大规模的空间映射光子级图像相关性测量方法。其他空间的量子关联映射到位置空间，并由单光子敏感成像系统捕获。合成方法的发展，以抑制噪声，使单光子注册可以忠实地识别图像。我们最终成功地从数千万张图像中检索出了大数据技术的所有相关性。我们通过测量参量下转换光子的联合光谱来证明我们的COSPLI。我们的方法提供了一种优雅的方式来观察大规模量子系统的演化结果，代表了一个创新的和强大的工具添加到平台，以提高量子信息处理。
2018-06-25 physics.bio-ph physics.optics quant-ph
