Sensorless wavefront correction in two-photon microscopy across different turbidity scales
本文研究了快速收敛的无传感器自适应光学技术DASH在双光子显微镜中跨越不同浊度条件的性能,并提出改进算法a-CSA进行直接比较。
2023-08-04 physics.optics
Fully refractive adaptive optics fluorescence microscope using an optofluidic wavefront modulator
自适应光学(AO)是一种功能强大的图像校正技术,已被证明对许多生命科学显微镜方法都有好处。然而,增加一个反射波阵面调制器和波前传感器到已经复杂的显微镜的复杂性,使AO禁止其在显微镜系统中的广泛适应。在这里,我们提出了一个紧凑的荧光显微镜的设计和性能,使用一个完全折射的光流波阵面调制器产生的成像性能与传统的变形镜,无论是在校正保真度和关节。我们将此设备与一个模式无传感器波前估计算法,使用空间频率内容的采集图像作为质量度量,从而证明了一个完全在线的自适应光学显微镜,可以执行像差校正高达4 $^{th}$径向顺序的泽尼克模式。这种全新的概念自适应光学显微镜可能会证明延长性能限制和广泛适用性的AO在生命科学成像。
2020-01-07 physics.optics
Nanosecond wavefront shaping to focus through agitated turbid media
ONERA, Université Paris-Saclay(法国航空航天研究院,巴黎萨克雷大学);Institut Langevin, ESPCI Paris, PSL University, CNRS(巴黎高等物理化工学院,巴黎文理研究大学,法国国家科学研究中心)
本研究通过纳秒波前整形技术,在具有亚微秒退相干的扰动浑浊介质中实现稳定聚焦,展示了在动态复杂介质中相干波控制的实验可行性。
2026-03-09 physics.optics
Spatial Light Modulator for wavefront correction
提出了一种利用空间光调制器校正像差波前相位的液晶方法。一个简单而有效的实验室模型已被证明用于波前校正。在自适应光学系统中,波前校正系统的关键在于能够实现的速度和图像质量。采用一种非常快速的计算方法,给出了采用泽尼克多项式的波前表示的速度和精度。
2009-09-18 astro-ph.IM physics.optics
Image-based wavefront correction using model-free Reinforcement Learning
本研究提出一种基于无模型强化学习的数据驱动方法,仅利用焦平面附近的相位多样性图像作为输入,自动估计和校正光学像差,克服了传统物理模型不准确性带来的性能限制,并在多种现实条件和噪声水平下展现出有效性与鲁棒性。
2024-06-26 astro-ph.IM physics.optics
Overcoming the low signal-to-noise problem for hybrid mode-selective photonic lantern-based wavefront correction using machine learning
University of Sydney(悉尼大学);Sydney Institute for Astronomy (SIfA)(悉尼天文研究所);School of Physics, University of Sydney(悉尼大学物理学院);Sydney Astrophotonics Instrumentation Laboratories(悉尼天体光子学仪器实验室);Observatoire de la Cote d’Azur(蔚蓝海岸天文台);Université Côte d’Azur(蔚蓝海岸大学);Leiden University(莱顿大学)
研究混合模式选择光子灯笼波前校正的低信噪比问题,用神经网络将波前传感核心强度映射为估计波前校正并应用于上游变形镜,探索不同神经网络架构评估性能以解决信噪比权衡。
2026-08-03 astro-ph.IM physics.ins-det physics.optics
Bayesian Optimization and Convolutional Neural Networks for Zernike-Based Wavefront Correction in High Harmonic Generation
Instituto Superior Técnico(里斯本技术大学);Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear(等离子体与核融合研究所)
本文提出利用卷积神经网络和贝叶斯优化方法,通过预测泽尼克多项式系数来优化高调和生成中的波前校正,实验结果显示CNN在测试数据上达到80.39%的准确率。
2025-11-23 cs.LG physics.optics
Quantum Wavefront Correction via Machine Learning for Satellite-to-Earth CV-QKD
University of New South Wales(新南威尔士大学);Defence Science and Technology Group(国防科学与技术集团);University of Western Australia(西澳大学)
本研究提出基于机器学习的波前校正算法,用于解决卫星到地球连续变量量子密钥分发中的波前误差问题,提升安全密钥率。
2025-08-14 eess.SP physics.optics quant-ph
Nonlocal wavefront shaping through complex media
Sorbonne Université, CNRS, Institut des NanoSciences de Paris(索邦大学,法国国家科学研究中心,巴黎纳米科学研究所);University of the Witwatersrand(威特沃特斯兰德大学);Università degli Studi di Napoli Federico II(那不勒斯费德里科二世大学);Scuola Superiore Meridionale(南方高等学院)
本文利用空间纠缠光子对实现非局域波前整形,将波前校正与散射介质解耦,突破了现有局域方法的局限,为透过复杂介质的紧凑型成像提供了新途径。
2026-09-02 physics.optics quant-ph
Turbulence Impacted Wavefront Corrections Using Beam Modulation Technique
本文提出一种利用涡旋相位板与伪随机相位板的光束整形技术,通过实验测量不同拓扑荷LG光束的闪烁指数,以抑制Kolmogorov型湍流影响并实现波前校正。
2025-10-25 physics.optics
Identifying signature Zernike modes for efficient light delivery through brain tissue
神经科学成像和研究脑功能的最新进展已经通过光遗传学和光分子工具的令人印象深刻的发展而成为可能。这种研究需要光学技术的进步,以高空间分辨率通过脑组织传递光。该组织引起入射光的波前的畸变,这使焦点变宽,从而降低了强度和分辨率,特别是在需要焦点照明的技术中。自适应波前校正已被证明可以补偿这些失真。然而,在许多情况下,校正波前的迭代推导引入了时间约束,这限制了其用于探测活细胞时的有用性。在这里,我们展示了一个直接和快速的技术,通过一个小的Zernike模式集的工作,并证明了先验得出的校正可以导致显着改善的重点。我们通过双光子光解树突上笼状神经递质后的全细胞贴片神经元的电响应来验证这一想法,特别是,我们发现大鼠脑切片皮层区域的神经堆组织提供了足够的先验信息来预选有效的波前校正。
2015-11-26 physics.optics
Wavefront correction of high-dimensional two-photon states via coherence-entanglement transfer
针对量子态传输受环境像差散射干扰、经典信标校正方案装置开销大且匹配难度高的问题,提出利用泵浦整形调控双光子态纠缠度,通过其经典相干模式测量信道传输矩阵并校正畸变,实现高维纠缠态低误差传输。
2025-09-04 physics.optics quant-ph
Fluorescent wavefront shaping using incoherent iterative phase conjugation
波前整形校正使得能够对散射组织内部深处的荧光颗粒进行成像。这需要确定要放置在激发和发射路径两者中的校正掩模。标准方法通过优化各种图像度量来选择校正掩模,这是一个需要捕获大量图像的过程。为了降低采集成本,迭代相位共轭技术使用期望的校正掩模是组织传输算子的特征向量的观察。然后,他们通过功率迭代方法的光学实现来确定该特征向量,该方法需要捕获数量级更少的图像。现有的迭代相位共轭技术假设光通过组织的传输的线性模型,并且因此仅适用于完全相干的成像系统。我们扩展这种技术的不连贯的情况下,第一次。从不同光源发射的光不相干地相加的事实违反了线性模型,并且使得线性传输算子不适用。我们发现,令人惊讶的是,由于非相干求和的非线性结果在一个数量级的相位共轭迭代的收敛加速。
2022-06-19 eess.IV physics.optics
Guidestar-free image-guided wavefront-shaping
The Hebrew University of Jerusalem(耶路撒冷希伯来大学)
通过散射介质的光学成像是许多应用中的基本挑战。最近,通过使用波前整形方法,已经获得了实质性的突破,例如通过生物组织成像和观察拐角。然而,这些都需要一个植入的引导星,以确定波前校正,控制相干照明,最常见的光栅扫描的成形焦点。替代新的计算方法,利用散斑相关性,避免导星和波前控制,但仅限于小的二维物体内的记忆效应的相关性范围。在这里,我们提出了一个新的概念,图像引导波前整形,允许非侵入性的,guidestar-free,宽视场,非相干成像通过高度散射层,没有照明控制。最重要的是,波前校正发现,即使是大于记忆效应范围的对象,通过盲目优化图像质量指标。我们展示了通过高散射层和多芯光纤对扩展对象进行成像,为从显微镜到内窥镜的各种应用中的非侵入性成像铺平了道路。
2020-07-08 cs.CV eess.IV physics.optics
Aberration measurement and correction on a large field of view in fluorescence microscopy
由样品和/或样品架引起的像差限制了光学显微镜的分辨率。波前校正可以使用具有波前无传感器优化算法的可变形反射镜来实现,但是,尽管这些系统很复杂,但校正的水平通常限于显微镜视场中的小区域。在这项工作中,我们提出了一个即插即用的像差测量和校正模块。波前校正是通过使用旋转瞳孔像差测量和闭环控制可变形透镜的直接波前重建来执行的。透镜校正视场中心的像差,在边缘留下残余像差,这些残余像差通过非等晕去卷积来去除。我们目前的实验结果,在荧光显微镜,具有广泛的领域和光片荧光显微镜。这些结果表明,在整个视场的检测和校正,可以实现与紧凑的透射模块放置在荧光显微镜的检测路径。
2021-06-03 physics.comp-ph physics.ins-det physics.med-ph
Fast single pixel modal wavefront sensing using neural networks
提出一种使用单个光电二极管和快速反射镜结合神经网络的单像素波前传感技术,在2kHz速率下有效克服强湍流中的模态串扰,实现99%最佳Strehl比,解决了卫星光通信中缺乏快速相机的难题。
2024-03-21 physics.optics
Comparison between Hadamard and canonical bases for in-situ wavefront correction and the effect of ordering in compressive sensing
在这项工作中,我们比较了使用空间光调制器(SLM)的聚焦高斯光束的现场波前校正的正则和阿达玛基地。用透明光学元件(稀疏)或随机散射体(两者都防止聚焦在单个点)扰动光束。相位校正采用不同的基元尺寸($N=64, 256, 1024, 4096$),每个基元的相位贡献采用3步干涉法测量。从完整的$3N$测量重建场,并且通过在SLM处投影共轭相位来实现校正。我们的实验表明,在一般情况下,阿达玛基测量产生更好的校正,因为每个元素跨越SLM的相关区域,减少干涉图中的噪声。相比之下,正则基具有基本限制,即元件的面积与$1/N$成比例,并且需要与光栅的空间周期兼容的尺寸。在随机散射体的情况下,我们只能得到合理的阿达玛基础的校正和校正点的强度单调增加与$N$,这是一致的相位在小的空间尺度上的快速随机变化。我们还探讨了压缩感知与阿达玛基础,并发现,需要达到类似的质量,使用完整的测量依赖于基础排序的校正的最小压缩比。在Hadamard-Walsh和蛋糕切割排序的情况下,达到了最好的结果。令人惊讶的是,在随机散射体的情况下,我们发现,适度的压缩比的顺序$10-20\%$($N=4096$)允许恢复聚焦点,虽然如预期的那样,由于信号的非稀疏性的最大强度单调增加的测量的数量。
2022-10-20 eess.IV physics.optics
Rapid wavefront shaping using an optical gradient acquisition
Technion(以色列理工学院)
本研究提出了一种基于梯度下降优化的快速波前整形方法,通过分析框架推断梯度以实现高分辨率调制,有效校正厚组织层的像差。
2026-01-13 physics.optics
Integrated modeling of wavefront sensing and control for space telescopes utilizing active and adaptive optics
本研究针对未来空间望远镜日冕仪的极端波前校正需求,构建了结合主动与自适应光学技术的波前传感与控制集成模型,利用光线追踪和物理光学传播量化了星光抑制与波前传感器信噪比的关系。
2023-09-11 astro-ph.IM physics.optics
Tempestas ex machina: A review of machine learning methods for wavefront control
University of California, Santa Cruz(加州大学圣克鲁兹分校);Leiden University(莱顿大学)
本文综述了机器学习方法在波前控制中的应用,旨在解决经典积分控制器的时间滞后和动态误差问题,以支持下一代自适应光学系统对类地行星的成像。
2023-09-01 astro-ph.EP astro-ph.IM cs.LG
Multiplexed wavefront sensing with a thin diffuser
本文提出一种基于薄散射片的单次多路复用波前传感方法,可同时测量多个等晕区的光瞳像差,并在宽场荧光显微镜中验证其能扩展有效校正视场。
2023-05-31 physics.ins-det physics.optics
Differential wavefront sensing and control using radio-frequency optical demodulation
差分波前传感是优化许多精密干涉实验性能的一项重要技术。也许最广泛的应用是使用象限光电二极管测量的射频搏动进行对准感测。在这里,我们提出了一种新的技术,使用光学解调测量这种光学拍在显着更高的分辨率,使用商业实验室设备。我们的实验表明,捕获的图像可以进行数字处理,以产生波前误差信号,并使用这些在一个闭环控制系统,用于校正波前误差的对准和模式匹配的光束进入光学腔,以99.9%。该实验为当与高阶波前致动器配对时甚至高阶误差的校正铺平了道路。这种感测方案可以用于优化由耦合腔组成的复杂干涉仪,例如在引力波检测器中发现的那些,或者仅仅用于在外差干涉仪桌面实验中感测高阶波前误差。
2021-02-26 physics.ins-det physics.optics
Metasurface-encoded optical neural network wavefront sensing for high-speed adaptive optics
CFD Research Corporation(CFD研究公司);US Army Space and Missile Defense Command(美国陆军太空与导弹防御司令部)
本研究提出了一种基于元表面编码的混合光电子神经网络波前传感器,实现超高速、低成本的波前传感与校正,提升自由空间通信系统性能。
2026-02-18 physics.optics
Wavefront errors in two-wavelength adaptive optics systems
本文严格研究了双波长自适应光学系统中的波前误差,利用Mellin变换推导了高阶和倾斜误差的闭式方差,并通过波动光学模拟验证了理论预测的准确性。
2025-05-01 physics.optics
Extremely fast focal-plane wavefront sensing for extreme adaptive optics
我们提出了一种非常有前途的方法来快速检测和校正小波前误差的自适应光学系统。由于我们的算法的计算复杂度大致与执行器的数量成正比,因此它特别适合于具有10,000到100,000个执行器的系统。我们的方法是基于顺序相位分集和简单的关系之间的点扩散函数和波前误差的情况下,小的像差。由可变形反射镜本身引入的相位分集的特定选择使波前误差以及计算复杂度最小化。该方法非常适合点源的高对比度天文成像,例如直接检测和表征恒星周围的系外行星,即使在存在抑制衍射图案的日冕的情况下也能工作。Korkiakoski等人在这些会议记录中的随附论文描述了使用数值模拟和实验室测试的算法性能。
2012-07-13 astro-ph.IM physics.optics
Ultrafast all-optical second harmonic wavefront shaping
针对现有复杂光波前动态控制方法响应慢的问题,本研究结合WSe₂单层超快偏振开关与介质超表面,实现飞秒级超快全光二次谐波波前整形,为高速光通信提供了新方案。
2023-11-09 physics.optics quant-ph
Adaptive optics imaging with a pyramid wavefront sensor for visual science
金字塔波前传感器(P-WFS)已取代夏克-哈特曼(SH-)波前传感器,成为天文学中高性能自适应光学(AO)系统的首选传感器,因为它具有光瞳采样的灵活性、动态范围以及在闭环应用中提高的灵敏度。通常,P-WFS需要调制和高精度光学器件,这导致传感器的高复杂性和成本。这些因素限制了P-WFS相对于视觉科学中AO矫正的其他WFS器械的竞争力。在这里,我们提出了一种具有成本效益的实现AO校正与非调制PWFS,并将这种技术应用于人体视网膜在体内成像使用光学相干断层扫描(OCT)。据我们所知,首次在5名健康受试者中成功进行了基于P-WFS的高质量AO成像,并与基于常规SH-WFS的AO的性能进行了基准测试。最小的视网膜细胞,如中央凹锥光感受器是可视化的,我们观察到一个更好的质量与P-WFS记录的图像。该传感器的鲁棒性和多功能性在各种条件下的模型眼和在体内通过使用标准和扩展视野对视网膜中的其他结构进行高分辨率成像来证明。
2021-06-28 physics.med-ph physics.optics
3D scanning microscopy through scattering surfaces using the optical memory effect
University of Twente(特温特大学)
研究利用光学记忆效应,通过适当移动和缩放校正波前扩展等晕区,实现透过散射层的三维扫描显微镜成像,横向和轴向扫描范围增加,无需额外测量,且结果与模型相符并能提取散射层位置。
2026-07-17 physics.app-ph physics.optics
Conjugate adaptive optics with remote focusing for three-dimensional focusing through scattering media
传统的波前整形方法校正体积小,限制了其在散射介质生物成像中的应用。我们演示了通过散射层的大体积波前整形与共轭自适应光学和远程聚焦(CAORF)的一个单一的校正。远距离聚焦模块可以在三维扫描期间保持AO和散射层之间的共轭。这种新的配置提供了一个更广泛的校正量的最佳利用的记忆效应在快速三维激光扫描显微镜。结果表明,当空间光调制器采用16,384段时,该系统可以提供比传统共轭自适应光学系统宽10倍的轴向视场。我们还展示了三维荧光成像和多点图案通过散射层。
2017-02-16 physics.bio-ph physics.optics
Second Harmonic Imaging Enhanced by Deep Learning Decipher
波前传感和重构广泛用于自适应光学、像差校正和高分辨率光学相位成像。传统上,干涉和/或微透镜阵列用于将光学相位转换成强度变化。畸变波前的直接成像往往导致相位恢复过程复杂、对比度低、灵敏度低。在这里,一种新的方法已被开发和实验证明的基础上编码成二次谐波信号,这是本质上敏感的波前调制的相敏信息。通过设计和实现深度神经网络,我们展示了通过深度学习解密(SHIELD)增强的二次谐波成像,以实现高效和弹性的相位恢复。SHIELD继承了双光子显微镜的优点,展示了单次拍摄,无参考和视频速率相位成像,灵敏度优于λ/100,对噪声具有高鲁棒性,促进了从生物成像到波前传感的众多应用。
2020-10-16 eess.IV physics.optics
Refractive multi-conjugate adaptive optics for wide-field atmospheric turbulence correction
Consiglio Nazional delle Ricerche, Institute of Photonics and Nanotechnology(意大利国家研究委员会光子学与纳米技术研究所)
本文提出了一种基于折射变形透镜的多共轭自适应光学系统,通过改进的光学设计提升了宽视场内的大气湍流校正效果,实验验证了其在自由空间光学通信中的应用潜力。
2026-03-25 astro-ph.IM physics.optics
Spinning Pupil Aberration Measurement for anisoplanatic deconvolution
光学显微镜中的像差通常在视场中的一个位置处(在所谓的等晕斑内)测量和校正。全场校正对于大样本的高分辨率成像是可取的。在这里,我们提出了一种新的波前探测器,基于光瞳采样与子孔径,测量像差波前相位在每个位置的标本。基于这种测量,我们提出了一个区域式反卷积,提供了一个样本图像的非等晕重建。我们的研究结果表明,像差的测量和校正可以在宽视场荧光显微镜在其整个视场进行。
2021-06-03 physics.comp-ph physics.data-an physics.optics
Relative Wavefront Errors in Continuous-Variable Quantum Communication
本研究首次实验验证了连续变量量子通信中相对波前误差的存在,并指出湍流对长距离信道的影响可能大于短距离信道。
2025-08-13 physics.ao-ph physics.optics quant-ph
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
All-Optical Phase Conjugation Using Diffractive Wavefront Processing
University of California, Los Angeles(加州大学洛杉矶分校);California NanoSystems Institute(加利福尼亚纳米系统研究所)
本文提出一种基于深度学习优化无源衍射层的全光相位共轭波前处理器,实验证明其可对未见过的相位畸变实现共轭校正,并兼具紧凑、无源和可扩展优势。
2023-11-08 cs.CV physics.app-ph physics.optics
Precise wavefront characterization of X-ray optical elements using a laboratory source
X射线光学器件的改进关键取决于其光学性能的测量。例如,波前像差的知识可以用于改进光学元件的制造或设计相位校正器以补偿这些误差。如今,使用诸如同步加速器的强X射线源来表征这种光学器件。然而,由于这些设施的使用受到限制,开发进程可能会大大减缓。基于实验室的X射线微源的亮度的改进结合新计量方法的开发,特别是重叠关联X射线斑点跟踪,使得能够在实验室中以以前不可能的精度和灵敏度表征X射线光学器件。在这里,我们提出了一个实验室设置,利用市售的X射线源,可用于表征不同类型的X射线光学。该装置在我们的实验室中用于常规的基础上,以表征多层劳厄透镜的高数值孔径和其他光学元件。这通常包括波前畸变、最佳操作光子能量和透镜焦距的测量。为了检查该实验室设置的灵敏度和准确性,我们将结果与同步加速器获得的结果进行了比较,没有发现显着差异。为了说明测量对性能的反馈,我们演示了使用3D打印的复合折射相位板校正特定多层劳厄透镜的相位误差。
2022-03-27 physics.acc-ph 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
Demonstration of magnetic and light-controlled actuation of a photomagnetically actuated deformable mirror for wavefront control
变形镜在天文成像、激光通信和视觉科学等领域有着广泛的应用。然而,它们通常需要笨重的多通道电缆来向其驱动致动器输送高功率。一个低功率的DM,这是在一个非接触的方式驱动可以提供一个可能的替代这个problem.在这里,我们提出了一个光磁致动变形镜(PMADM)的概念,这是在一个非接触的方式由永磁体和低功率激光加热源驱动。本文介绍了原型光学表面质量的实验室演示,磁控制的焦点,其精确的光控制和COMSOL模拟。PMADM原型由磁性复合材料制成,(聚二甲基硅氧烷[PDMS] +铁磁$\text{CrO}_\text{2}$)和光学-质量的基底层,并且尺寸为30.48 mm $\times$ 30.48 mm $\times$ 175 $μ$ m,光瞳直径为8 mm。当经受0.12 T磁通量密度时,其变形为5.76 $μ$ m,并且弛豫为3.76 $μ$ m当被50 mW激光照射时。考虑到3倍安全系数,还估计失效前的最大冲程为8.78 $μ$ m。这项工作还包括模拟与PMADM,在演示控制高阶模式的第一步,产生像散。一个充分发展的PMADM可以在真空和空间环境中的波前校正的潜在应用。
2021-12-23 astro-ph.IM physics.optics
Performance of real-time adaptive optics compensation in a turbulent channel with high-dimensional spatial-mode encoding
光子的轨道角动量(OAM)是实现高维量子密钥分配(QKD)的一个重要自由度。然而,有效地减轻大气湍流的不利影响是在自由空间通信信道上操作的OAM QKD系统中的持续挑战。与以往的工作集中在校正静态模拟湍流,我们研究了OAM QKD的性能在真实的大气湍流与实时自适应光学(AO)校正。我们表明,即使我们的AO系统提供了有限的校正,它是可能的,以减轻弱湍流引起的错误,并建立一个安全的通道。湍流引起的串扰和AO系统的性能进行了研究,在两种配置:一个实验室规模的链路与可控的湍流,和一个340米长的跨校园链路与动态大气湍流。我们的实验结果表明,一个先进的AO系统,精细的光束跟踪,可靠的光束稳定,精确的波前传感,准确的波前校正是必要的,以充分纠正的相干性引起的误差。我们还提出并证明了不同的解决方案,以提高性能的OAM QKD与湍流,这可能使OAM编码在强湍流的可能性。
2020-02-14 eess.SP physics.optics quant-ph