Incoherent lensless imaging via coherency back-propagation
两点复相干函数构成了标量准单色光场的完整表示。利用动态可重构的狭缝实现与数字的可重构设备，我们报告的测量复杂的两点相干函数的部分相干光散射从一个“场景”，包括一个或两个对象在不同的横向和轴向位置相对于源。虽然在没有透镜的情况下强度没有显示出可辨别的阴影，但通过数值反向传播测量的复相干函数可以估计物体的大小和位置，从而重建场景。
2017-05-11 physics.optics
Hybrid photoacoustic/fluorescence microendoscopy through a multimode fiber using speckle illumination
我们提出了一个超薄的混合成像系统的基础上，多模光纤（MMF）和光纤水听器，结合光学分辨率光声和荧光显微镜。为了控制在MMF的远端尖端处的照明，数字调制装置调制耦合到MMF中的光学波前的振幅。一组预校准的散斑照明与重建算法相结合，使得位于光纤远端的样品的光声和荧光成像具有由数值孔径确定的光学分辨率。
2018-12-28 physics.optics
High-resolution long-range 3D single-photon imaging with a compact SPAD array
Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海光学精密机械研究所）；Soochow University（苏州大学）；University of Shanghai for Science and Technology（上海理工大学）
本文提出一种基于DMD和紧凑型SPAD阵列的高分辨率远距离3D单光子成像系统，通过高分辨率空间调制与并行时间分辨检测结合，实现超越传统检测器格式的采样，并通过飞行时间测量保持深度信息，实验中在670米距离实现256x256有效空间分辨率的3D重建。
2026-04-10 physics.optics
Ultrafast pulse measurement via time-domain single-pixel imaging
与使用位置分辨相机的成像相比，单像素成像使用桶检测器以及空间结构化照明来进行图像恢复。这种新兴的成像技术是一个有前途的候选人，广泛的应用，由于高信噪比（SNR）和灵敏度，并在广泛的频带的适用性。在这里，受空间域中的单像素成像的启发，我们展示了一个时间单像素成像（TSPI）系统，该系统覆盖太赫兹（THz）和近红外（NIR）区域的频带。通过实现一个可编程的时间扇出（TFO）门的基础上的数字放大器设备（DMD），我们可以确定性地准备时间结构的脉冲的时间采样大小下降到16.00 $\pm$ 0.01 fs。通过继承空间单像素成像在检测效率和灵敏度方面的优势，TSPI能够以超过97 $\%$保真度压缩恢复5 fJ THz脉冲和两个NIR脉冲。我们证明了TSPI对探测脉冲训练中的时间失真也是鲁棒的。作为直接应用，我们将TSPI应用于机器学习辅助的THz光谱，即使在低SNR（SNR $\sim$ 10）下也表现出高样品识别精度（97.5 $\%$）。
2021-04-23 physics.optics
Complementary Fourier single-pixel imaging
单像素成像具有光谱宽、超视场成像、抗散射能力强等优点，近年来受到越来越多的关注。傅立叶单像素成像（FSI）可以在欠采样下重建清晰的图像。然而，传统的FSI难以平衡成像质量和效率。为了克服这个问题，我们提出了一种新的方法，称为互补傅立叶单像素成像（CFSI），以减少测量，同时保持其鲁棒性。基于四步相移算法的傅立叶图案的互补性质与数字解调设备的互补性质相结合。CFSI只需要两个相移模式，以获得一个傅立叶谱值。通过加载两种模式得到四个光强值，并通过差分测量计算光谱值，对噪声具有较好的鲁棒性。通过仿真和实验，与基于两步、三步和四步相移算法的FSI进行了比较，验证了该方法的有效性。在未达到CFSI最佳成像质量的情况下，CFSI的成像效果优于其他方法。报道的技术提供了一种替代方法来实现实时和高质量的成像。
2021-08-02 eess.IV physics.optics
Self-generated off-axis holography in interferometric out-of-focus imaging of ice particles
实现了冰粒的干涉离焦成像。分析了两个邻近冰粒的重叠散焦图像。如果一个粒子比另一个粒子小得多，则该图案构成离轴全息图，其分析给出了最大粒子的确切尺寸和形状。使用两个视角，我们获得了最大冰粒的3D描述。
2017-07-11 physics.optics
Secondary complementary balancing compressive imaging with a free-space balanced amplified photodetector
单像素成像（SPI）由于一般采用非像素化的光电探测器和数字微镜器件（DMD）来获取目标图像而受到广泛关注。由于从DMD的两个反射方向看到的调制图案是自然互补的，因此可以应用互补平衡测量来大大改善测量信噪比和重建质量。然而，两个反射臂之间的平衡在很大程度上决定了差分测量的质量。在这项工作中，我们提出并证明了一个简单的辅助互补平衡机制，以尽量减少对成像系统的不平衡的影响。在我们的SPI设置中，我们使用了一个硅自由空间平衡放大光电探测器，有效直径为5 mm，可以直接输出两个反射臂中的两个光输入信号之间的差异。仿真和实验结果表明，使用二次补偿平衡可以更好地消除测量的直流分量和更好的图像恢复质量。
2022-03-18 cs.IR eess.IV eess.SP
Multi-channel Single-Pixel Imaging for a Composite Motion Target
针对单像素成像（SPI）不适合高速运动目标的问题，提出一种多通道SPI配置，利用多波长通道质心位置确定目标运动状态，结合P-IT伪逆变换方法，实现二维平面任意运动目标的高效成像，理论感知帧率达2222 Hz。
2025-04-17 physics.optics
Fast and robust pushbroom hyperspectral imaging via DMD-based scanning
Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation（联邦科学与工业研究组织）
我们描述了一种新的推扫式高光谱成像装置，没有宏观运动的部分。建议的高光谱成像仪的主要组件是一个数字放大器设备（DMD），CMOS图像传感器，没有过滤器的光谱传感器，CMOS彩色（RGB）图像传感器作为辅助图像传感器，和衍射光栅。使用图像传感器对，该设备可以同时捕获场景的高光谱数据以及RGB图像。由辅助图像传感器捕获的RGB图像可以促进由光谱传感器捕获的高光谱图像切片的几何配准。此外，从RGB图像可辨别的信息可以导致仅捕获场景内的感兴趣区域的光谱数据。所提出的高光谱成像架构具有成本效益、快速和鲁棒性。它还可以在分辨率和速度之间进行权衡。我们已经建立了一个初步原型的基础上提出的设计。该原型可以在不到30秒的时间内捕获空间分辨率为192x192像素和光谱分辨率为500个波段的高光谱图像数据立方体。
2017-01-30 cs.CV cs.DC physics.optics
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
Simultaneous off-axis multiplexed holography and regular fluorescence microscopy of biological cells
我们提出了一种新的技术，用于获得同时多模态定量相和荧光显微镜的生物细胞，提供定量相成像和分子特异性，使用一个单一的相机。我们的系统是基于一个干涉多路复用模块，外部定位在光学显微镜的出口。与以前的方法相比，所提出的技术允许常规的荧光成像，而不是干涉离轴荧光成像。我们展示了成像荧光珠和活的生物细胞的技术。
2019-04-02 physics.optics
Is multiplexed off-axis holography for quantitative phase imaging more spatial bandwidth-efficient than on-axis holography?
数字全息显微镜是一种蓬勃发展的成像方式，吸引了相当大的研究兴趣，因为它不仅能够创建出色的无标记对比度，而且还提供了有价值的物理信息的密度和尺寸的样品与纳米级的轴向灵敏度。目前存在三种基本的全息记录几何结构，包括同轴、离轴和稍微离轴全息，它们中的每一种都能够在带宽使用和压缩容量方面实现各种架构。具体来说，离轴全息术和稍微离轴全息术允许空间全息图复用，从而能够将更多信息压缩到同一数字全息图中。在本文中，我们定义了一个效率得分用于分析各种可能的架构，并比较使用它们中的每一个获得的信噪比和均方误差，确定最佳的全息方法。
2019-03-28 eess.IV physics.optics
Single-Axis Ptychographic Coherent Diffractive Imaging for Spectroscopic and Wavefront Retrieval
School of Physics and Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学物理学院与武汉光电国家实验室）
单轴投影衍射成像技术通过单轴扫描提高通量，实现光谱和波前的同步成像，用于高效多模式实时成像。
2025-11-21 physics.optics
A color-corrected, high-contrast catadioptric relay for high-resolution biological photolithography
本文提出一种面向高分辨率生物光刻的折反射中继系统，校正色差并支持大格式DMD，以高功率LED为光源，实现低错误率的无掩模阵列合成。
2024-11-10 physics.optics
Single-pixel ghost microscopy based on compressed sensing and complementary modulation
利用数字微镜器件（DMD）进行了单像素单臂互补压缩显微鬼像成像实验。为了解决将散斑或调制光图案投射到微小生物物体上的困难，我们将显微图像聚焦到DMD上。利用该系统，我们成功地获得了显微镜自带的白炽灯照明的微米级物体的放大图像。我们的计划的图像质量是超过一个数量级优于传统的压缩感知获得相同的总采样率，而且，该系统是强大的强度不稳定性的光源，可以在非常弱的光条件下使用。由于仅使用DMD的一个反射方向，因此另一个反射臂保持打开以用于将来的红外线采样。这代表着压缩显微鬼成像在生物和材料科学领域的实际应用向前迈出了一大步。
2015-01-24 physics.optics
Exponential multi-graylevel computational-weighted dithering for high-quality binarized Fourier single-pixel imaging
State Key Laboratory of Nonlinear Mechanics, Institute of Mechanics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院非线性力学国家重点实验室，中国科学院力学研究所）；State Key Laboratory of Fire Science, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室）
针对二值化傅里叶单像素成像中空间抖动引入量化误差的问题，提出指数多灰度级计算加权抖动方法，大幅降低傅里叶系数误差，提升成像质量至接近理论分辨率极限。
2026-08-14 cs.ET physics.optics
Improved High Contrast Imaging with On-Axis Telescopes using a Multi-Stage Vortex Coronagraph
涡旋式日冕仪具有结构简单、内工作角小、通量高、离轴探测空间清晰等优点，是目前最有前途的高对比度日冕仪之一。然而，与大多数日冕仪一样，中心遮挡的同轴望远镜会降低对比度。基于涡旋日冕仪在瞳孔内部和外部之间移动光的显着能力，我们提出了一种基于多涡旋的方法，该方法在不牺牲吞吐量的情况下，将剩余光泄漏减少到（a/A）^n，其中n >=4，a和A分别是中心遮挡和主镜的半径。因此，该方法使得即使使用同轴望远镜也能够达到高对比度。
2011-03-09 astro-ph.IM physics.optics
Imaging trapped quantum gases by off-axis holography
提出了一种基于数字离轴全息术的量子气体色散成像方法。相位延迟和探测场的强度都是从同一幅图像中确定的。由于外差增益固有的全息方法，它是可能的，以检索的原子在探测光束剂量的两个数量级低于相衬成像方法引起的相位延迟。利用探测光束的全视场，我们对图像散焦进行了数值校正。
2019-11-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Off-axis holographic imaging with undetected light
本文提出在混合型诱导相干非线性干涉仪中结合傅里叶离轴全息术的QIUL方法，在宽场配置下实现单次拍摄重建物体振幅和相位信息，为相移全息等多帧技术提供替代方案。
2024-04-26 physics.optics
High Spatiotemporal Resolution Structured Illumination Microscopy: Principle, Instrumentation, and Applications
本文综述了结构光照明显微术（SIM）在实现高时空分辨率方面的原理、仪器发展及其在活细胞成像等生物研究中的应用与前景。
2025-02-06 physics.optics
Off-axis reference beam for full-field swept-source OCT and holoscopy
在许多应用中，傅里叶域光学相干断层扫描（FD-OCT）由于信号滚降、有限的聚焦范围和自相关噪声而遭受有限的成像深度。在这里，我们提出了一种并行的全场FD-OCT成像方法，该方法使用扫描激光源和区域相机结合离轴参考，这是入射在相机上的一个小角度。与数字离轴全息术一样，该角度将自相关信号和复共轭镜像与傅立叶空间中的实际信号分离。我们证明，通过仅重建信号项，这种方法能够实现全范围成像，即，它将成像深度增加两倍，并去除自相关伪影。先前证明的逆散射和全息技术可以在不损失横向分辨率或成像灵敏度的情况下在数值上扩展焦距范围。由此产生的，显着增强的测量深度是通过在其整个深度，包括角膜，晶状体和视网膜成像猪眼证明。最后，在活体测量的可行性证明了活体人类视网膜成像。
2017-03-13 physics.med-ph physics.optics
High-fidelity microsecond-scale cellular imaging using two-axis compressed streak imaging fluorescence microscopy
针对压缩条纹成像在细胞荧光显微中因高压缩比和运动模糊导致保真度低的问题，提出双轴压缩条纹成像方法，通过第二扫描轴降低压缩比并减少模糊，实现微秒级细胞膜电位等快速变化的高保真成像。
2025-10-23 physics.optics q-bio.CB
Panoramic single-pixel imaging with megapixel resolution based on rotational subdivision
为克服折反射全景鬼成像分辨率受限于硬件的缺陷，提出基于旋转细分的全景单像素成像方法，通过旋转扫描与时间分辨率细分技术，首次实现兆像素级超高分辨率全景成像。
2024-07-27 eess.IV physics.optics
Dual deconvolution multifocal fluorescence response matrix microscopy for aberration-free high-throughput super-resolution imaging
Korea University（高丽大学）；Pusan National University（釜山国立大学）
该研究提出自适应多焦点照明的双反卷积多焦点荧光响应矩阵显微术，减少相机帧数量，实现高通量无像差超分辨成像，可用于小鼠组织的高分辨率体积成像。
2026-10-14 physics.app-ph physics.bio-ph physics.comp-ph
Optimum optical designs for diffraction-limited terahertz spectroscopy and imaging systems using off-axis parabolic mirrors
本研究针对离轴抛物面镜的几何像差影响太赫兹光谱成像系统性能的问题，通过光线追迹和物理光学计算总结设计规则，可实现鲁棒性强、像差极小的衍射极限太赫兹系统，提升成像与光谱性能。
2023-11-03 physics.optics
Exact Self-Imaging with Arbitrary Revival Spacings
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
通过规范相空间几何揭示自成像的隐藏自由度，实现沿传播轴加速、减速及多项式、指数、正弦轨迹的Talbot地毯。
2026-06-08 physics.optics
Automated Fourier space region-recognition filtering for off-axis digital holographic microscopy
生物样品的自动化无标记定量成像可以极大地有利于高通量疾病诊断。数字全息显微镜（DHM）是一种功能强大的定量无标记成像工具，可非侵入性地检索细胞样品的结构细节。在离轴DHM中，傅立叶空间中合适的空间滤波窗口对重建相位图像的质量至关重要。在这里，我们描述了一个区域识别方法，结合形状识别与迭代阈值提取频率分量的最佳形状。区域识别技术提供了全自动的自适应滤波，可以在各种样本和成像条件下工作。当通过光学散射生物水凝胶基质成像时，该技术超越了以前的直方图阈值技术，而无需任何手动干预。最后，我们自动提取疟原虫感染和未感染的红细胞之间的光学高度的统计差异。本文所述的方法为在厚细胞培养物中对活细胞成像的自动DHM成像中实现更大的自主性铺平了道路。
2016-07-15 physics.optics q-bio.TO
Laser beam imaging from the speckle pattern of the off-axis scattered intensity
我们研究的激光束的定位（成像）的逆问题，从测量的光散射离轴的泊松云的小颗粒的强度。从波动方程出发，分析了散射光强的微观相干性，并指出从一组CCD摄像机捕获的散斑图中确定激光束是可能的。当粒子相对于波长是小的或大的时，两组相机是足够的。对于一般的颗粒尺寸，具有两组摄像机的激光定位的准确性取决于云的散射特性。然而，三组或更多组相机允许精确定位，这对于云中颗粒的类型、大小、形状和浓度的不确定性是鲁棒的。介绍了一种新的激光束定位算法，并给出了数值例子，在海洋大气中的高能激光成像的应用有关的制度。
2017-07-19 math.AP physics.data-an physics.optics
Single-exposure full-field multi-depth imaging using low-coherence holographic multiplexing
我们提出了一种新的干涉成像方法，允许在一个单一的收购多个深度的成像，使用离轴低相干全息复用。该技术能够在单次图像采集中对厚样本内的多个切片进行分段成像。每个切片具有指示其轴向位置的不同的离轴干涉条纹取向，并且相机一次获取包含不同切片的复用全息图。我们证明了所提出的技术的振幅和相位成像的光学厚样品。
2019-03-28 physics.bio-ph physics.optics
Single-frame transmission and phase imaging using off-axis holography with undetected photons
研究提出利用离轴数字全息术从未探测光子的可见光单帧干涉图中重建红外透射与相位图像，免去相移和多次采集，大幅缩短测量时间并实现视频帧率动态成像。
2024-04-29 physics.optics quant-ph
An Inverse Method for the Design of Freeform Double-Reflector Imaging Systems
提出一种基于非成像光学逆方法的二维自由曲面双反射镜成像系统设计方法，通过建立数学模型并施加成像条件，经光线追踪器测试，其轴上与离轴光斑尺寸性能优于经典Schwarzschild望远镜。
2025-04-11 physics.optics
Off-axis digital holography with multiplexed volume Bragg gratings
我们报告了一种基于共路离轴数字全息术的光学成像设计，使用多路复用体布拉格光栅。在报道的方法中，参考光波通过体布拉格光栅的偏转和空间滤波而制成。该设计具有简单、稳定和对未对准的鲁棒性等优点。
2018-04-26 physics.optics
Low-coherence off-axis digital holographic microscopy
通常，离轴数字全息显微术需要相干光源来记录全场全息图。然而，基于激光的照明导致不可忽略的相干噪声，从而降低成像质量。我们在此报告了一种简单的方法，以减少使用低时间相干照明的相干噪声的贡献，同时保持大的干扰区域。因此，在干涉仪的参考臂中引入衍射光栅，允许参考光束的相干平面随着角色散而倾斜。参考光束和物体光束的相平面看起来是共面的。介绍了低相干离轴数字全息显微术的原理和性能。执行生物样品的三维重建。
2021-11-01 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
Fast two-snapshot structured illumination for temporal focusing microscopy with enhanced axial resolution
提出了一种新的两次快拍结构光照明（SLI）重建算法。新算法只需要两个相互π相移的原始结构化图像，通过数字微镜器件（DMD）在定制的时间聚焦荧光显微镜（TFFM）上实现，以提高其轴向分辨率。首先，通过空间频率矢量检测自动识别调制正弦条纹图案的方向。随后，通过旋转和减法获得调制的焦平面图像。最后，采用基于希尔伯特变换的并行幅度解调方法完成解码过程。为了演示新的SLI算法，TFFM是定制构造的，其中DMD取代了系统中的通用闪耀光栅，并同时用作衍射光栅和可编程二进制掩模，产生任意条纹图案。实验结果表明，具有良好的深度分辨能力与轴向分辨率增强因子为1.25，这与理论估计，即1.27相匹配。对花粉粒样品进行了成像实验。结果表明，两次快拍算法具有与传统均方根（RMS）重建方法相当的对比度重建能力和光学截面分割能力。两次快照方法可以容易地应用于任何正弦调制的照明系统以实现高速3D成像，因为每个焦平面图像恢复需要较少的帧，即，对于任何双光子系统，图像采集速度提高了2.5倍。
2017-10-16 physics.optics
Collinear, two-color optical Kerr effect shutter for ultrafast time-resolved imaging
具有超短曝光时间的成像通常通过交叉光束几何结构来实现。在通常的布置中，离轴选通脉冲在表现出强克尔响应（通常是二硫化碳）的介质中引起双折射，随后是对准以完全衰减轴上成像光束的偏振器。通过适当地定时选通脉冲，成像光经历偏振变化，从而允许通过偏振器的时间依赖性透射以形成超短图像。交叉光束系统在产生短选通时间方面是有效的，然而，通过系统的信号传输由于选通光束和成像光束的交叉角而变得复杂。本文提出了一种基于二硫化碳中I型倍频和共线光学排列相结合的超快时间选通成像方案。我们讨论的空间效应所产生的交叉光束克尔门，检查成像的空间分辨率和传输时间的影响共线激活的克尔介质，消除交叉角的空间效应，并产生1 ps的顺序上的门时间。此外，共线，双色系统被应用到光纤和汽油燃料喷雾中的图像结构，以展示利用弹道或折射光的图像形成，根据其传输时间进行选择。
2015-02-11 physics.optics
Imaging the noncentrosymmetric structural organisation of tissue with Interferometric Second Harmonic Generation microscopy
我们报告的成像肌腱，结缔组织富含胶原蛋白I型蛋白，干涉二次谐波发生（I-SHG）显微镜。我们观察到，沿纤维轴向的非中心对称结构组织可保持在150 μm以上，而在横向上的非中心对称结构组织约为1-15 μm。这些结果解释建模肌腱作为一个非均匀分布的非中心对称的nanocylinders（胶原纤维）沿原纤维轴取向。非中心对称结构组织在几十微米范围内的保存表明，肌腱是由在一个方向上取向的原纤维所占的比例大于另一个方向的区域组成的。
2012-12-21 physics.bio-ph physics.optics
Video-rate dual-modal forward-viewing photoacoustic and fluorescence endo-microscopy through a multimode fibre
本研究开发了一种基于多模光纤和高速数字微镜器件的视频率双模态前向视场光声与荧光内窥显微镜探针，通过波前整形实现高速高分辨率成像，并展示了其在微创医疗程序中的潜力。
2021-04-25 physics.med-ph physics.optics
Comb-enabled spectral-domain image transport through perturbation-prone multimode fibers
State Key Laboratory of Precision Spectroscopy, and Hainan Institute, East China Normal University（精密光谱学国家重点实验室及海南研究院，华东师范大学）；Chongqing Key Laboratory of Precision Optics, Chongqing Institute of East China Normal University（精密光学重庆市重点实验室，华东理工大学重庆研究院）；Jinan Institute of Quantum Technology（济南量子技术研究院）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）
提出将图像-频谱编码与双梳光谱结合，通过多模光纤实现抗扰动图像传输，利用频谱域而非散斑场承载信息，结合神经网络压缩重建，在强扰动下实现高保真成像，帧率可达2.5 MHz。
2026-06-29 physics.optics
Six-pack off-axis holography
我们提出了一个新的全息概念，命名为六包全息（6PH），在其中，我们压缩成一个单一的多路复用离轴全息图的放大率或分辨率的损失六离轴全息图。多路复用全息图包含具有六个不同取向的直离轴条纹，并且可以光学或数字地生成。我们表明，由于六个不同的复杂波前不重叠的空间频率域，他们可以完全重建。6PH允许超过50%的空间带宽消耗相比，目前提出的最好的复用方法的改进。我们期望6PH概念可用于各种应用，例如视场复用、波长复用、时间复用、用于超分辨率成像的复用等。
2019-04-02 physics.optics
Single-cell diffraction tomography with optofluidic rotation about a tilted axis
光学衍射层析成像（Optical Diffraction Tomography，ODT）是一种不需要任何标记物就可以测量活细胞内三维（3D）折射率分布的层析成像技术。原理上，ODT可以被看作是光学投影层析成像的推广，其等同于计算机层析成像（CT）。这两种光学层析成像技术都需要在多个角度测量细胞的投影相位图像。然而，这两种技术测量后3D折射率分布的重建不同。已知的是，ODT产生比投影层析成像更好的结果，因为它考虑了由于样品的折射率结构引起的成像光的衍射。在这里，我们将ODT应用于微流控芯片中的生物细胞，该微流控芯片结合了光捕获和微流控流动以实现光流控单细胞旋转。特别是，我们解决的问题时，被困的细胞不旋转轴垂直于成像平面，而是围绕一个任意倾斜的轴。在本文中，我们表明，考虑到这样一个倾斜的旋转轴在重建过程中的三维重建可以得到改善。
2018-01-02 physics.optics q-bio.QM
Simultanous two-wavelength phase unwrapping using external module for multiplexing off-axis holography
我们提出了一个双波长的外部全息显微镜模块的定量相位成像的三维结构与扩展的厚度范围。这是通过同时获取两个离轴干涉图来完成的，每个离轴干涉图处于不同的波长，并且生成合成波长，该合成波长大于样品光学厚度，允许双波长展开。通过将两个干涉图光学多路复用到相机上来进行同时采集，其中每个干涉图相对于另一个干涉图具有正交的离轴干涉条纹方向。我们使用该系统对7.96 μ m台阶靶和30.5 μ m圆形铜柱进行定量成像。
2019-04-02 physics.optics
Off-axis compressed holographic microscopy in low-light conditions
这封信报道了离轴压缩全息术在微光成像条件下的演示。采集协议依赖于一个随机欠采样的光场衍射图，记录在高外差增益制度，单次曝光的建议。图像采集方案是基于压缩感知，理论建立，一个未知的稀疏信号的近精确的恢复是可能的，从少量的非结构化测量。通过引入离轴空间支撑约束的图像估计算法，图像重建得到进一步增强。我们报告了在低光照条件下，以5 μs的帧曝光，将测量值缩小到阵列探测器内随机像素的9%，精确恢复分辨率目标的全息图像的实验。
2011-01-10 physics.optics
Hyperspectral acquisition with ScanImage at the single pixel level: Application to time domain coherent Raman imaging
提出基于ScanImage的单像素级高光谱采集策略，通过减慢X轴扫描实现快速时间信号采样，应用于时域相干拉曼成像，实现低频范围超快高光谱振动成像。
2024-02-07 physics.med-ph physics.optics
Analysis of spatial emission structures in vertical-cavity surface-emitting lasers with feedback of a volume Bragg grating
研究了体布拉格光栅选频反馈的大面积垂直腔面发射激光器（VCSEL）的空间和光谱特性。我们证明了波长锁定类似于边缘发射器的情况下，但空间模式选择是从后者不同。在阈值处获得的轴上空间孤子让位于阈值以外的离轴扩展激光态。调查的重点是一个自我成像的外部腔。分析了偏离自成像条件对斑图形成的影响，并证明了这种现象具有一定的鲁棒性。
2012-02-02 nlin.PS physics.optics
Maskless off-axis X-ray Holography
离轴X射线全息术是一种无透镜成像技术，它可以精确地再现物体的出射波函数。它已被用于研究纳米级现象和固体中的时空动力学，并对电子和磁性纹理的相位分量具有敏感性。然而，该方法需要将纳米结构全息掩模直接图案化到样品上。这种侵入式制造过程是劳动密集型的，并且限定了固定的视场，限制了适用样品的范围并且降低了高分辨率下的信噪比。在这项工作中，我们建议使用波前整形X射线衍射光学创建一个空间结构的探头，其相位完全控制在样品平面，避免了需要一个全息掩模。我们证明了在硅片上，该方法可以成像纳米结构和磁性纹理。所提出的全息路线可以对感兴趣的扩展区域进行成像，从而能够在纳米尺度上研究广泛的物理现象，包括量子材料中的磁性和电子相共存。我们进一步设想在软物质和生物物质研究领域中的其他弱吸收物体的相衬成像中的应用。
2021-05-07 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Parametric resonance magnetometer based on elliptically polarized light yielding three-axis measurement with isotropic sensitivity
本文提出了一种基于椭圆偏振泵浦光和沿两个光泵浦方向施加两个射频场的参量共振磁强计方案。在最佳的椭圆率和射频场振幅的三个组成部分的磁场测量与各向同性的灵敏度。与通常的基于双折射的参量共振磁力计相比，对于磁场的两个分量，灵敏度降低了2倍，但是对于第三个分量，灵敏度提高了11倍。这种新的磁力计配置可能对磁物理学和生物医学成像特别感兴趣。
2020-12-04 physics.atom-ph physics.optics
OAH-Net: A Deep Neural Network for Hologram Reconstruction of Off-axis Digital Holographic Microscope
Bioinformatics Institute（生物信息研究所）；Agency for Science, Technology and Research（科技研究局）；School of Computation, Information and Technology（计算、信息与技术学院）；Technical University of Munich（慕尼黑技术大学）；TUMCREATE（慕尼黑技术大学创新中心）；Yong Loo Lin School of Medicine（尤洛林医学学校）；National University of Singapore（新加坡国立大学）；Emergency Medicine Department（急诊医学科）；Department of Medicine（医学部）；Centre for Frontier AI Research（前沿人工智能研究中心）；School of Biological Sciences（生物科学学院）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）；School of Computing（计算学院）
针对离轴数字全息显微镜全息图重建耗时的瓶颈，本文提出结合物理原理与深度学习的OAH-Net，通过物理初始化与弱监督微调实现高精度、超高速的相位与振幅恢复，具备强泛化能力且支持端到端实时分析。
2024-10-17 cs.AI physics.optics
Pulsatile microvascular blood flow imaging by short-time Fourier transform analysis of ultrafast laser holographic interferometry
我们报告宽场成像的脉动微血管血流在暴露的大脑皮层的小鼠全息干涉。我们记录的激光后向散射的组织的干涉图，打击离轴参考光束与50 kHz的帧速率相机。通过菲涅耳变换和短时傅里叶变换分析，对局部多普勒对比度视频进行了数值再现。这种方法能够在256 x 256像素的浅表血管中对脉动血流对比进行瞬时成像，空间分辨率为10微米，时间分辨率为20 ms。
2015-10-07 physics.med-ph physics.optics
Three-dimensional imaging with single-frame jigsaw-puzzle-reorganized sinusoidal fringe using multi-pixel axial flat brush scanning
结构光三维（3D）成像可以经由具有相移照明的一个或多个像素化阵列相机来实现静止物体的3D形状。为了将三维成像扩展到运动场景，我们提出了一种单帧调制光图案和采样图案的双投影三维成像方法。它通过多像素探测器沿运动轴进行轴向平刷扫描，实现对运动三维场景的连续成像。利用空间多路复用技术实现多个单像素成像，每个单像素不需要一直盯着物体的某个部分，避免了运动模糊问题。我们的方法的性能已被证明是通过数值模拟。鉴于此，我们相信该技术为实际应用铺平了道路，包括产品线3D监控。
2019-04-30 eess.IV physics.optics
