Time-dependent Bragg diffraction and short-pulse reflection by one-dimensional photonic crystals
在耦合波理论框架下，研究了一维光子晶体布拉格衍射的时间依赖性及其对短脉冲反射的影响。计算了光子晶体的指数响应，发现它呈现出一种时延效应，其瞬态时间受消光长度的影响。数值模拟的布拉格反射镜在X射线域和脉冲包络建模的正弦平方形状。强调了短脉冲含时光学中时延效应的潜在后果。
2015-09-01 physics.optics
Near-field diffraction of fs and sub-fs pulses: super-resolutions of NSOM in space and time
分析了飞秒和亚飞秒光脉冲通过纳米狭缝光阑的近场衍射特性及其对近场扫描光学显微镜（NSOM）的意义。用Neerhoff和Mur耦合积分方程求出了中心波长在可见光区的衍射波包的振幅分布，并对波包的每个傅里叶分量进行了数值求解。在fs脉冲的情况下，衍射脉冲的持续时间和横向尺寸实际上保持与输入脉冲相同。这证明了NSOM的可行性，其中fs脉冲用于提供fs时间分辨率和nm尺度空间分辨率。在亚fs域中，透射脉冲的傅立叶谱经历相当大的变窄，这导致脉冲持续时间增加几倍。这就限制了在时间和空间上的同时分辨率。
2003-09-30 physics.optics
Diffraction of Ultrashort Pulse on a Nanoscale Conductive Cone
表面等离子体激元是金属-电介质界面上自由电子的集体振荡。作为一种波动现象，表面等离子体激元可以使用适当的金属结构的激发几何聚焦。从理论上论证了利用锥形金属针尖产生的径向极化表面等离子体激元模式控制纳米尺度短脉冲超聚焦的可能性。对飞秒脉冲沿银纳米针的传输进行了数值模拟。近场的空间分布强烈依赖于激光脉冲的线性啁啾，线性啁啾可以部分补偿波的色散。计算了不同啁啾值、张角和距离下的场分布。对于具有负啁啾的脉冲，脉冲持续时间随着放大~40而变短。
2015-10-21 physics.optics
Interplay of diffraction and nonlinear effects in propagation of ultrashort pulses
研究了超短光脉冲传输过程中衍射效应和非线性效应的相互影响。通过保持横向导数项与剩余非线性贡献分开，我们将因子分解方法应用于手头的问题，推导出适用于弱色散的单向传播方程，并将其简化为傍轴射线情况下的缓慢演化波近似。数值模拟结果的比较表明，当自聚焦起重要作用时，两个方程的数值模拟结果有明显的差异。我们特别关注考虑衍射以及克尔型和二阶非线性的超短太赫兹脉冲的传播建模。比较测量和模拟的波形，我们推导出锂的非线性折射率的值在太赫兹区域是三个数量级大于在可见光。
2015-10-02 physics.optics
Single molecule imaging with longer x-ray laser pulses
在过去的五年里，使用X射线激光脉冲的连续飞秒晶体学已发展成为一种强大的技术，用于从微米和亚微米尺寸的晶体中确定蛋白质分子的原子结构。这种成功的关键原因之一是“自选通”脉冲效应，由此X射线激光脉冲不需要跑过所有辐射损伤过程。相反，X射线引起的损伤在脉冲完成其通过样品之前终止布拉格衍射，就好像布拉格衍射是由相等强度的较短脉冲产生的一样。因此，连续飞秒晶体学不需要像曾经认为的那样用短至5- 10 fs的脉冲来执行，而是可以在持续时间为50- 100 fs的脉冲下成功。我们在这里表明，类似的门效应适用于单分子衍射相对于空间不相关的损伤过程，如电离和离子扩散。在衍射对比度的计算中，通过将平均结构的衍射与来自由于损伤（“损伤噪声”）引起的结构的统计波动的衍射分开计算，可以清楚地看到该效果。我们的研究结果表明，亚纳米单分子成像与30- 50飞秒脉冲，像那些在目前运行的设施，还不应该被排除在外。我们提出的理论开辟了新的实验途径来测量损伤对单颗粒衍射的影响，这是需要测试损伤模型和确定最佳成像条件。
2015-04-21 physics.optics
Kossel diffraction and photonic modes in one-dimensional photonic crystal
研究了驻波激励下一维光子晶体的Kossel衍射。它表明，通过结合互易定理，费米黄金法则和光子模式密度的概念，它是可能的预测在这样的系统中的Kossel衍射的行为。
2015-09-01 physics.optics
Inline self-diffraction dispersion-scan of over octave-spanning pulses in the single-cycle regime
提出了一种基于自衍射的色散扫描方法，并将其应用于亚4fs倍频程以上脉冲的测量。与二次谐波产生（SHG）d扫描的结果进行了比较。从理论上推导了SD过程的效率，并与由d-扫描算法检索的光谱响应进行了比较。新的SD d-扫描具有强大的在线设置，能够测量具有超倍频程光谱、单周期持续时间和超出SHG晶体的波长范围的脉冲，如紫外和深紫外。
2017-05-21 physics.ins-det physics.optics
Diffraction effects in mechanically chopped laser pulses
机械光束斩波器由一个旋转的圆盘组成，圆盘上有规则间隔的宽狭缝，允许光线通过。连续光束在通过旋转盘之后，周期性地打开和关闭，并且产生一系列光脉冲。预期每个脉冲的强度随时间平稳地上升和下降。然而，仔细的研究表明，机械斩波激光脉冲的边缘由周期性的强度波动组成，可以用光电探测器检测到。本文证明了机械斩波激光脉冲中的强度起伏是由旋转圆盘的光的衍射引起的，并对这种强度起伏作了详细的解释。该实验提供了一种有效的方法来捕捉光的一维衍射轮廓从一个直的尖锐的边缘在时域内。此外，该实验精确地测量了来自机械斩波激光脉冲波动的三种不同激光束的波长。
2018-06-19 physics.ins-det physics.optics
X-ray diffraction from strongly bent crystals and spectroscopy of XFEL pulses
从理论上探讨了强弯曲晶体在硬X射线自由电子激光谱仪中的应用。衍射计算在动力学和运动学理论。它示出，衍射可以处理运动学弯曲半径相比，由布拉格情况下消光长度的实际反射的达尔文宽度的反射的比率给出的临界半径小。因此，光谱分辨率受到晶体厚度的限制，而不是消光长度，并且可以变得比平面动态衍射晶体的分辨率更好。作为一个例子，我们证明，光谱的12 keV的脉冲可以解决在440反射从20微米厚的金刚石晶体弯曲到半径为10厘米。
2019-05-24 physics.ins-det physics.optics
Theory of diffraction for 2D photonic crystals with a boundary
我们扩展了一组平行纤维的衍射模式理论来处理硬边界的情况：这是一个结构，例如空气孔内的电介质矩阵。数值例子给出了一些共振现象。
2001-06-06 physics.optics
Resonant Self-Diffraction of Femtosecond Extreme Ultraviolet Pulses in Cobalt
该研究利用自由电子激光飞秒EUV脉冲在钴膜中实现共振自衍射，观测到59 eV M$_{2,3}$边的效率峰及边后精细结构，并以电子温升模型加以解释。
2025-05-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
X-ray focusing by bent crystals: focal positions as predicted by the crystal lens equation and the dynamical diffraction theory
本文用晶体透镜方程预测了单色X射线经薄弯曲晶体衍射后的焦点位置。我们推导出布拉格和劳厄几何有效的一般形式的方程。这个方程对于劳厄几何中的衍射几乎没有用处。利用动力学理论的概念讨论了劳厄对称情况下的聚焦效应，并提出了透镜方程的一个推广。考虑了多色聚焦的存在，讨论了多色和单色焦点位置匹配的可行性。
2021-11-23 physics.optics
Nonspreading Light Pulses in Photonic Crystals
研究了光脉冲在光子晶体中零衍射点附近的传播。我们发现，高斯脉冲，由于其频谱的非零宽度传播过程中的空间和时间弱。我们还发现了在光子晶体的零衍射点附近不扩展的脉冲族。
2005-05-23 physics.optics
Optical beam diffraction tensor in birefringent crystals
本文提出用平面张量定量描述双折射介质的菲涅耳衍射各向异性，并展示其在自准直传播、声光非临界相位匹配及三波混频分析中的应用。
2021-04-22 physics.optics
Observation of sub-Bragg diffraction of waves in crystals
本文研究了具有不同布拉菲晶格的晶体中波的衍射条件和相应的阻隙的形成。我们确定了一个突出的权宜之计，在高对称性的方向，发生在频率低于无处不在的一阶布拉格条件。这种亚布拉格衍射条件是由反射光谱与中心矩形晶格的二维光子晶体，揭示了突出的衍射峰的亚布拉格和一阶布拉格条件。这些结果对5种二维布拉菲晶格中的2种和14种三维布拉菲晶格中的7种（如中心矩形、三角形、六边形和体心立方）中的波传播具有一定的意义。
2011-12-15 physics.optics
Simulation of X-ray diffraction profiles for bent anisotropic crystals
重新讨论了双曲和矢状弯曲晶体衍射轮廓的计算公式。讨论了计算衍射轮廓的两种近似方法：多层膜法和Penning-Polder法。在这些模型中包括一个共同的治疗晶体各向异性。所提出的公式被实现到XOP包中，完成并更新了晶体模块，该模块模拟了完美的、马赛克的和现在通过弹性弯曲变形的晶体的衍射轮廓。
2015-03-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Generation of radiation in free electron lasers with diffraction gratings (photonic crystal) with the variable spacial period
得到了描述衍射光栅（光子晶体）参数变化时自由电子激光产生过程的方程。结果表明，采用周期可变的衍射光栅（光子晶体）可以显著提高辐射输出。指出了利用衍射光栅（光子晶体）可以在系统中产生周期可变的动态摇摆器。这为研制双级联变参数自由电子激光器提供了可能，其效率可明显高于常规系统。
2006-08-07 physics.acc-ph physics.optics
Analytical analysis of the decrease in the focal intensity of a femtosecond laser pulse caused by an imperfect surface of compressor diffraction gratings
针对非对称离面压缩器光栅表面缺陷导致飞秒激光焦强下降的问题，推导焦强解析表达式，发现线性角啁啾影响最大，可通过旋转第四光栅最优角消除，且低质量光栅下光谱窄化或提升焦强。
2024-05-13 physics.optics
Diffraction Gratings for Neutrons from Polymers and Holographic Polymer-Dispersed Liquid Crystals
讨论了全息光栅在光聚合物和全息聚合物分散液晶中作为中子光学元件的应用。实验研究了不同光栅间距和光栅厚度下，它们对光和中子的特性。这些光栅的衍射效率的角度依赖性解释在一个严格的耦合波分析。从所获得的结果出发，我们设计出用于生产优化的中子光学衍射光栅的线，即，具有中等角度选择性的布拉格衍射区中的高衍射效率。
2008-09-18 physics.optics
Dynamical oscillations in nonlinear optical media
研究了抛物型折射率克尔介质中脉冲的空间动力学特性。研究发现，当衍射和梯度折射率符号相反时，传播脉冲呈现出类似于呼吸行为的振荡模式。此外，如果脉冲和折射率分布不对准，则脉冲以取决于衍射和折射率的值的频率围绕折射率原点振荡。当衍射和渐变折射率具有相同的符号时，观察不到这些振荡。
2009-10-13 physics.optics
Coherent diffraction radiation of relativistic terahertz pulses from a laser-driven micro-plasma-waveguide
提出了一种利用高功率激光辐照微等离子体波导产生孤立的相对论太赫兹脉冲的方法。当激光脉冲进入MPW时，产生高电荷电子聚束，并通过横磁模式加速到~ 100 MeV。当电子聚束离开MPW时，电子能量的实质部分通过相干衍射辐射转移到THz发射。我们证明了这个过程与三维粒子在细胞模拟。辐射的频率由入射激光持续时间确定，并且发现辐射能量与电子聚束的电荷强烈相关，这可以通过MPW靶的激光强度和微工程来控制。我们的模拟表明，100-mJ水平的相对论强THz脉冲，可调谐频率可以在现有的激光设备，和总效率达到1%。
2019-04-16 physics.optics physics.plasm-ph
Zeptosecond Electron Pulse Train and Ultrafast Coherent Control of Quantum States via Multiphoton Inelastic Cherenkov Diffraction
本文研究激光场中电子在慢化波相位光栅上的非弹性衍射散射，揭示涉及多达10^4个光子的相干多光子交换可产生阿秒-仄秒电子脉冲，并提出实现仄秒电子脉冲及量子态超快相干控制的新机制。
2025-07-03 physics.optics
Achieving sub-diffraction imaging through bound surface states in negative-refracting photonic crystals at the near-infrared
报道了在负折射光子晶体中，由于表面束缚态的存在，在衍射极限之外的成像现象。我们实现了有效的负折射率品质因数[-Re（n）/Im（n）]至少为380，比最近在近红外方面的努力提高了约125倍，带宽为0.4 THz。支持的数值和理论分析，观察到的近场分辨率为0.47 λ，明显小于衍射极限0.61 λ。重要的是，我们表明这种子衍射成像是由于表面板模式的共振激发，允许重新聚焦非传播的倏逝波。
2008-03-06 physics.optics
Thermal stable nonlinear Raman-Nath diffraction and Cherenkov radiation in PPKTP crystals
Hunan Normal University（湖南师范大学）；Wuhan Institute of Technology（武汉工程大学）；Tianjin University（天津大学）
本研究在PPKTP晶体中实验发现其具有更高的热稳定性，适用于并行光学计算以减少光学模式偏差和比特错误率。
2026-03-05 physics.optics
A novel approach for structure analysis of two-dimensional membrane protein crystals using x-ray powder diffraction data
粉末衍射方法在二维晶体学中的应用被认为是棘手的，因为与重叠反射相关联的不确定性。在这里，我们报告了一种方法，解决这些模糊性，并提供可靠的低分辨率相位信息直接从粉末衍射数据。我们应用我们的方法恢复的结构的细菌视紫红质（bR）分子的分辨率为7埃，仅使用粉末衍射数据从二维紫膜（PM）晶体。
2010-07-01 physics.bio-ph physics.optics
Simulation package for solving dynamic diffraction problems in deformed crystals. Bragg, Laue geometry, asymmetric reflections, bend crystals, dislocations, crystals with arbitrary shapes, strain distributions and time dependent problems
SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福直线加速器中心）；National Centre for Nuclear Research（国家核研究中心）
本文提出了一种基于FFT BPM的模拟方法，用于高效求解变形晶体中的动态衍射问题，包括布拉格、劳厄和非对称几何中的散射效应，并提供了Python实现及并行计算结构。
2026-01-09 physics.comp-ph physics.optics
Diffraction anomalies in hybrid structures based on chalcogenide-coated opal photonic crystals
衍射异常（所谓的共振伍德异常）的光谱研究的结果在空间周期性的混合结构的基础上halcogenide（GST 225）涂层蛋白石膜的各种厚度。利用波导表面层有效折射率的概念，从唯象的角度对Wood反常的光谱-角度依赖性进行了理论分析。
2013-06-13 physics.optics
Model of acousto-optic diffraction of light in 2-D photonic crystals
建立了光子晶体固有波与平面声波非线性相互作用的模型。该模型的制定减少到特征值问题，这可以通过计算机模拟来解决。利用本文给出的公式，可以预测TE或TM偏振光波的布拉格衍射是由声波的哪种偏振引起的。计算机模拟允许获得布拉格衍射时满足相位匹配条件的情况下的相互作用波的振幅。
2010-01-10 physics.comp-ph physics.optics
Numerical Study on Space-Time Pulse Compression
本文用数值方法研究了正克尔非线性、平面波导衍射、反常色散和正常色散共同作用下高斯脉冲在平面波导中的传输特性。研究了色散和衍射的相对强度、非线性强度以及脉冲的初始空间啁啾和初始时间啁啾对脉冲压缩参数的影响，如最大压缩因子和到最大压缩点的距离。
1997-02-28 physics.optics
Anisotropy of the acoustooptic figure of merit for LiNbO3 crystals. Isotropic diffraction
在各向同性声光衍射的情况下，提出了一种分析锂酸盐晶体声光优值各向异性的方法。导出了有效弹光系数和AOFM的工作关系式。我们发现，在各向同性声光衍射条件下，LiNbO_3晶体的最大AOFM值为11.62 × 10 ~（-15）s ~ 3/kg。在YZ平面内传播的剪切声波（速度为3994 m/s）与在同一平面内偏振的光波的AO相互作用的几何形状是特殊的。我们已经证明，实现最大AOFM值主要是由于本质的各向异性和高值的铌酸锂的弹光系数。
2015-08-05 physics.optics
Laue diffraction of Mössbauer and x-ray photons in strongly absorbing crystals
本文发展了穆斯堡尔射线和X射线劳厄衍射的动力学散射理论，它们的角分布与衍射角范围相当。瑞利散射和共振核散射都考虑在内。我们考虑入射辐射首先通过入射狭缝，然后在Borrmann三角形内的晶面衍射的典型情况。在计算$γ$光子在这种强吸收晶体中折射或衍射的波函数时，我们采用了鞍点法。分析了它们在Borrmann三角形基上的强度分布。在Kato球面波近似下，当入射光束的孔径远大于衍射间隔时，导出的公式与X射线衍射理论中常见的公式有很好的对应关系。
2019-05-28 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Unveiling Nano-scale Crystal Deformation using Coherent X-ray Dynamical Diffraction
Shanghai Advanced Research Institute, Chinese Academy of Sciences（上海高等研究院，中国科学院）；Condensed Matter Physics and Materials Science Division, Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室凝聚态物理与材料科学部）；Department of Physics, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学物理学院）；Computational Science Initiative, Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室计算科学倡议）；Advanced Photon Source, Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室先进光子源）；London Centre for Nanotechnology, University College London（伦敦纳米技术中心，伦敦大学学院）
本文提出基于自动微分的重建方法，利用相干X射线动态衍射技术实现大晶体中三维局部应变的高精度重建。
2025-12-25 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
New Estimation of the Curvature Effect for the X-ray Vacuum Diffraction Induced by an Intense Laser Field
量子电动力学预言了在强激光场作用下，通过虚带电粒子产生的X射线衍射，这种现象被称为真空衍射（VD）。本文导出了一个新的公式来描述XFEL脉冲与激光脉冲迎头碰撞几何中的VD。该公式新考虑了XFEL脉冲的波前曲率。利用该公式，我们还讨论了曲率对SACLA XFEL装置实际参数VD信号的影响。
2019-11-28 hep-ex hep-ph physics.optics
Origins and conservation of topological polarization defects in resonant photonic-crystal diffraction
本文提出广义拓扑荷定义，揭示光子晶体平板共振衍射中偏振缺陷源于晶格耦合或带间耦合导致的模式简并，并证明给定衍射级的总拓扑荷在整个布里渊区内守恒且仅由晶格几何决定。
2023-10-31 physics.optics
Diffraction imaging for in-situ characterization of double-crystal x-ray monochromators
提出并验证了布拉格反射X射线束成像作为表征强同步辐射热负荷下双晶单色器性能的原位方法。在第二晶体的反射率曲线上的不同角位置处收集图像序列并进行分析。该方法提供出射光束的波前的快速评估，其涉及沿着热畸变的第一晶体上的光束足迹的晶面的局部取向差。测量的取向差可以直接与有限元分析的结果进行比较。该成像方法提供了对入射X射线束的覆盖区上的局部固有晶体质量的额外了解。
2015-09-17 physics.optics
Formulation of perfect-crystal diffraction from Takagi-Taupin equations. Numerical implementation in the crystalpy library
本研究求解零形变下的Takagi-Taupin方程以获取布拉格衍射与透射复振幅，用矩阵模型分析平行平面晶体板，并将相关方程实现于开源Python库crystalpy，可用于晶体反射率计算、光线追迹等数值应用。
2024-06-21 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph physics.optics
Electronic Damage Suppression in X-ray Diffraction with Attosecond X-ray Pulses
European XFEL（欧洲自由电子激光）；Institute of Nuclear Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院核物理研究所）；Center for Free-Electron Laser Science CFEL, Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器中心CFEL自由电子激光科学中心）；Department of Advanced Materials Science, The University of Tokyo（东京大学先进材料科学系）；RIKEN SPring-8 Center（理化学研究所SPring-8中心）；Institute for Experimental Physics/CFEL, University of Hamburg（汉堡大学实验物理研究所/CFEL）
本研究针对XFEL应用于无机和小分子晶体学及固体电荷密度研究时的电子损伤问题，提出用阿秒硬X射线脉冲成像，模拟显示其可降低电子激发，为XFEL衍射成像开辟新前景。
2026-08-03 physics.optics
DXRD, a user-friendly suite of two- and multiple-beam dynamical X-ray diffraction programs
DXRD是一套用户友好的动力学X射线衍射程序套件，通过图形界面实现单晶及多晶的平面波计算、摇摆曲线模拟及任意N束衍射计算，并支持衍射谱线映射，服务于晶体光学设计与教学。
2025-09-26 physics.optics
The diffractive saturable loss mechanism in Kerr-lens mode-locked lasers: direct observation and simulation
被动锁模主要依赖于可饱和损耗机制来形成超短脉冲。然而，在克尔透镜锁模（KLM）中，没有实际的吸收发生，而是由于衍射而出现损耗，并且实际的光必须逃离腔。克尔透镜效应的作用是通过衍射产生有效的瞬时可饱和吸收体，该吸收体微妙地依赖于脉冲的空间和时间轮廓之间的相互作用。尽管KLM作为产生超快脉冲的技术的重要性以及衍射损耗在其操作中的基本作用，但这些损耗从未被直接观察到。在这里，我们测量的光泄漏，由于衍射损耗在硬孔径克尔透镜锁模钛：蓝宝石激光器，并比较测量结果与数值理论，明确计算的时空行为的脉冲。
2020-12-22 physics.optics
Refraction and Diffraction of Waves in Electromagnetic (Photonic) Crystals Formed by Anisotropically Scattering Elements
本文讨论了波在天然晶体和由各向异性散射中心形成的人工晶体中的折射和波的衍射。通过实例详细研究了电磁波在由平行线构成的二维光子晶体中的折射。导出了真空中单根细丝散射各向异性时，细丝（晶体中）对波散射的有效振幅的表达式。已经确定，对于具有正交偏振的波，与具有平行偏振的波不同，由金属线构建的晶体中的折射率可以大于1，并且瓦维洛夫-切伦科夫辐射在其中成为可能。在真空中单中心散射为各向异性的情况下，导出了描述波在晶体中的动态波的衍射的方程组。因为一个最一般的方法被应用到描述的散射过程中，从而获得的结果是有效的，为广泛的情况下，而不限于电磁波或晶体从线程。
2012-05-29 physics.acc-ph physics.optics
Multi-color XFEL pulses with variable color separation and time delay for multi-frame diffraction imaging
Hunan University（湖南大学）；Shanghai Advanced Research Institute, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海高等研究院）；Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海应用物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Zhangjiang Laboratory（张江实验室）；Peking University（北京大学）
提出利用同一电子束产生四色XFEL脉冲的方法，通过光学速调管和磁压缩器调节波长间隔与时间延迟，实现单次曝光多帧衍射成像。
2026-03-22 physics.acc-ph physics.optics
Proposal of Bragg Diffraction Imaging on Protein Crystals with Precession-Electron Annular-Bright-Field Microscopy
在理论研究中，作者首先讨论了三维晶体中布拉格衍射的波干涉，然后对衍射过程进行了量子力学解释，证明了布拉格衍射与入射光之间的干涉条纹与晶格面一致。通过引入扩束器的概念，我们可以解释布拉格衍射在透射电子显微镜中的像投影机制。在实践中，我们将采取在带轴投影图像，因为它的对称高密度衍射与平坦埃瓦尔德球和最小的重叠与相邻分子。通过使照明光束绕带轴旋转，并引入环形物镜孔径，我们只选择对二维电子探测器上的实像重建有正确贡献的运动学布拉格衍射。结果应该是一个积极的对比，干净的图像，没有动态衍射，也没有莫尔图案。重要的是，图像应该对散焦不敏感，并且空间分辨率可以不受物镜的球差和色差的限制。因此，小分子的成像，如药物结构将是直接的。通过从许多微晶或从大晶体的周围薄边缘在不同区域轴处拍摄多个投影图像，我们可以以原子分辨率重建较大蛋白质复合物的3D结构。
2021-05-09 physics.ins-det physics.optics
Low-coherence optical diffraction tomography using a ferroelectric liquid crystal spatial light modulator
光学衍射层析成像（ODT）是一种三维（3D）无标记成像技术。利用光学衍射技术可以从多个二维光场图像中重建出样品的三维折射率分布。本文介绍了一种利用铁电液晶空间光调制器（FLC SLM）实现时间上低相干的ODT技术。FLC SLM提供的快速二进制相位调制确保了高时空分辨率，同时大大降低了相干噪声。我们使用各种样品，包括胶体微球和活的上皮细胞证明了所提出的系统的性能。
2020-08-12 physics.bio-ph physics.optics
Multiple Scattering of Waves in 3D Crystals (Natural or Photonic) Formed by Anisotropically Scattering Centers
本文考虑波在各向异性散射中心形成的三维晶体中的折射和波的衍射。用分波展开法研究了晶体中各中心对波的多次再散射效应。导出了晶体折射率的表达式。它表明，而不是散射矩阵的对角元素$\mathbf{T}$，出现在一个混乱的介质的折射率的表达式，导出的表达式包括反应矩阵的对角元素$\mathbf{K}$。在写描述晶体中波的动态波的衍射的方程时，考虑了这一事实。这些结果可能对研究有意义，例如，冷中子和光子在晶体、纳米晶体材料中的衍射，以及用于描述由各向异性散射中心形成的电磁晶体中的参数和衍射辐射。
2013-07-05 physics.optics
Time-dependent dynamical Bragg diffraction in deformed crystals by beam propagation method (BPM)
本研究提出采用基于FFT的光束传播法高效求解形变晶体中的含时X射线动态衍射问题，并给出了适用于CBXFELs和XFEL自种子系统相关场景的X射线束传播模拟实例。
2023-05-04 physics.acc-ph physics.comp-ph 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
Dispersive Properties of Plasma Diffraction Gratings: Towards Plasma-Based Laser Pulse Compression
Stanford University（斯坦福大学）；Princeton University（普林斯顿大学）；Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）
研究通过实验测量等离子体传输光栅的角色散、角带宽和衍射角，证实其色散和衍射特性与光学理论一致，为等离子体光栅压缩器设计提供可能方案，指向皮瓦至艾瓦峰值功率紧凑激光器的发展路径。
2026-04-29 physics.optics physics.plasm-ph
Continuous Diffraction of Molecules and Disordered Molecular Crystals
单个非周期性紧凑物体（例如分子）的衍射图案是连续的，并且与该物体的傅里叶变换的平方模量成比例。当在晶体中排列时，来自所有物体的连续衍射波场的相干和产生调制单个物体变换的强布拉格峰。威尔逊统计描述了连续衍射强度的分布，其程度与它们适用于布拉格衍射的程度相同。从衍射无序的分子晶体获得的连续衍射由来自晶体中的单个刚性单元（例如分子）的波场的非相干总和组成，其与来自刚性单元在其每个晶体取向中的衍射的非相干总和成比例。这种取向的总和以类似于晶体孪生改变布拉格强度分布的方式改变统计。应用这些统计数据来确定连续衍射的参数，例如其缩放、光束相干性以及独立波场或物体取向的数量。连续衍射通常比布拉格衍射弱得多，并且可能伴随着远远超过信号强度的背景。而不是仅仅依赖于最小的测量强度，以指导减去的背景，它示出了如何可以利用所有测量值来估计的背景，噪声和信号，通过采用修改后的“嘈杂威尔逊”分布，明确包括背景。与背景和信号量相关的参数可以从测量强度的矩估计。的分析方法表明，在以前出版的连续衍射数据测量从不完美的晶体的光系统II。
2017-05-15 cond-mat.dis-nn physics.bio-ph physics.data-an
Time-resolved diffraction with an optimized short pulse laser plasma X-ray source
本文提出一种基于短脉冲激光等离子体X射线源的模块化时间分辨衍射装置，通过环形弯曲晶体优化Ti Kα辐射，实现高角度分辨率和10^4动态范围的瞬态摇摆曲线测量。
2019-12-13 cond-mat.other physics.ins-det physics.optics
Broadband diffraction of correlated photons from crystal superlattices
宽带量子相关光子源为量子精密测量、传感和通信提供了宝贵的资源。在这里，我们报告的频率非简并自发参量下转换在一个定制设计的锂超晶格的光谱宽带相关光子的产生。超晶格诱导的非线性干涉，导致实验观察到的梳状发射跨越0.060 μ m和1.4 μ m的光谱带宽分别在0.647 μ m和3.0 μ m波长。除了有用的技术应用，我们的概念提供了一个有趣的类比之间的光学衍射量子和经典光学。
2021-10-13 physics.optics quant-ph
Spatiotemporal Response of Crystals in X-ray Bragg Diffraction
从理论上研究了横向受限的X射线超短脉冲激发下晶体的X射线布拉格衍射时空响应。该理论将对称反射几何[1]中的分析扩展到一般情况，包括反射（布拉格）和透射（劳厄）非对称散射几何中的布拉格衍射。的时空响应的晶体固有的平面波时空响应函数和由晶体独立的横向分布的入射光束和散射的几何形状定义的包络函数的产品。由于角色散和由于布拉格定律的色散，衍射波场表现出垂直于传播方向的振幅调制。时空响应的特征度量用几个参数表示：消光长度、晶体厚度、布拉格角、不对称角和光速。硬X射线自由电子激光自播种的应用进行了讨论，特别强调使用布拉格或劳厄散射几何的相对优势。非对称衍射中的强度波前倾斜可以用来拍摄具有飞秒分辨率的超快过程的快照。
2012-07-13 cond-mat.other physics.acc-ph physics.optics
A unified quantum random walk model for internal crystal effects in dynamical diffraction
Institute for Quantum Computing, University of Waterloo（滑铁卢大学量子计算研究所）；Department of Physics and Astronomy, University of Waterloo（滑铁卢大学物理与天文学系）；Department of Physics, University at Buffalo, State University of New York（纽约州立大学布法罗分校物理系）；Department of Chemistry, University of Waterloo（滑铁卢大学化学系）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）
本文提出一种统一的量子随机游走模型，用于模拟动态衍射中的各种内部晶体效应，如温度梯度和倾斜晶体面，为未来晶体干涉仪设计提供新方法。
2026-04-28 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Spectrometer for Hard X-Ray Free Electron Laser Based on Diffraction Focusing
X射线自由电子激光器（XFEL）产生X射线辐射的超短、空间相干脉冲序列。我们提出了衍射聚焦光谱仪（DFS），它能够测量一个单一的XFEL脉冲辐射的能量分辨率为$ΔE/E\approx 2\times 10^{-6}$的整个能谱。这比大多数现代X射线光谱仪要好得多。这样的分辨率允许人们解析XFEL脉冲的精细光谱结构。由于动态散射，衍射聚焦的效果发生在单晶板中，并且类似于由具有负折射率的超材料制成的Pendry透镜中的聚焦。这种光谱仪比那些基于弯曲晶体的光谱仪更容易操作。我们表明，DFS可以使用在很宽的能量范围从5 keV到20 keV。
2012-11-15 physics.acc-ph physics.optics
Neutral Helium Atom Diffraction from a Micron Scale Periodic Structure: Photonic Crystal Membrane Characterization
由超音速膨胀产生的中性氦束的表面散射是在原子尺度上测量表面的结构和动力学性质的既定技术。氦束也被用于夫琅和费和菲涅耳衍射实验。由于原子束的波长通常为0.1 nm或更短，因此，迄今为止，夫琅禾费衍射实验中的透射仅限于周期（节距）高达200 nm的光栅结构。然而，较大的周期对于若干应用是有意义的，例如对于光子晶体膜结构的表征，其中周期通常在微米/高亚微米范围内。在这里，我们提出了氦原子衍射测量的光子晶体膜结构的二维正方形晶格的100 × 100圆孔。标称周期为490 nm，孔半径为100 nm。据我们所知，这是迄今为止用氦衍射测量的最大周期。氦衍射测量解释使用基于氦束特性的模型。它演示了如何成功地提取值从实验数据的平均周期的光栅，孔径和虚拟源的宽度用于模拟氦束。
2017-02-14 physics.class-ph physics.optics quant-ph
