具有可重构衍射处理单元的大规模神经形态光电计算技术背景:由电子驱动的计算处理器在过去十年中有了巨大的发展,从通用中央处理器 (CPU) 到专用计算平台,例如图形处理器 (GPU)、现场可编程门阵列(FPGA)和专用集成电路(ASIC),以满足全球日益增长的计算资源需求。这些硅计算硬件平台的进步通过允许训练更大规模和更复杂的模型,为人工智能 (AI) 的复兴做出了巨大贡献。各种神经计算架构在广泛领域得到了广泛应用,例如卷积神经网络 (convolutional neural networks,CNN)、循环神经网络 (recurrent neural networks,RNN)、尖峰神经网络( ...
ence使用衍射深度神经网络的全光机器学习技术背景:深度学习是发展最快的机器学习方法之一,它利用在计算机中实现的多层人工神经网络对数据的表示和抽象进行数字化学习,并执行高级任务,与人类专家的表现相当甚至优于人类专家。深度学习的最新应用进展主要包括医学图像分析、语音识别、语言翻译、图像分类等。除了这些主流应用之外,深度学习方法也被用于解决逆成像问题。当前不足:当前的深度学习框架主要是在计算机中训练及执行的,而受限于摩尔定律接近其物理极限,硅基计算机的性能增长已经逐渐达到不可持续的水平,急需新一代的计算模式。文章创新点:基于此,美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)Aydogan Ozcan组的Xin ...
达到1.8倍衍射极限的分辨率。关键词:空间光调制器、液晶空间光调制器、调制器、SLM、变形镜、自适应光学、偏振无关引 言:液晶自适应光学系统的主要作用为矫正大气湍流带来的波前畸变。大气湍流是因为大气中局部的压强,扩散速度,温度等物理量会发生随机的变化,因而导致大气的折射率也会发生无规则的变化,当光经过大气后波前会发生相应的畸变。如果不经过自适应光学系统的校准,观测到的目标物或得到的观测结果与实际的目标物或真实的结果会有非常大的偏差,观测精度更无从谈起。液晶空间光调制器(波前矫正器)的工作原理Meadowlark Optics公司的SLM(Spatial Light Modulator)使用的液 ...
制);l 近衍射极限光束质量;l 偏转角度:20deg ;应用领域:超低频(太赫兹)拉曼光谱仪、光束滤波及噪音清楚、半导体拉曼光源ASE滤波; (2)布拉格陷波滤光片(BNF)布拉格陷波滤光片(BNF)能够同时测量低至5cm-1的斯托克斯和反斯托克斯拉曼光谱带,且实现高达95%左右的透过率。窄带陷波滤光片同样需要满足布拉格理论,对于衰减为OD3的BNF,其偏转角度为12deg,半高全宽(FWHM)接受角度为6mrad(约为0.3 deg)。目前,超低频拉曼光谱的测量大都是采用我们的超低频拉曼滤光片(ULF)实现的。l 标准波长:488nm、514nm、532nm、633nm、785nm和106 ...
涉光刻技术、衍射光学元件光刻技术等。 其中DMD无掩膜光刻技术是从传统光学光刻技术衍生出的一种新技术,因为其曝光成像的方式与传统投影光刻基本相似,区别在于使用数字DMD代替传统的掩膜,其主要原理是通过计算机将所需的光刻图案通过软件输入到DMD芯片中,并根据图像中的黑白像素的分布来改变DMD芯片微镜的转角,并通过准直光源照射到DMD芯片上形成与所需图形一致的光图像投射到基片表面,并通过控制样品台的移动实现大面积的微结构制备。设备原理图图下图所示。相对于传统的光刻设备,DMD无掩膜光刻机无需掩膜,节约了生产成本和周期并可以根据自己的需求灵活设计掩膜。相对于激光直写设备,DMD芯片上的每一个微 ...
。光束截断和衍射引起的损耗占最后测量误差的比重不应大于1%。在放置分束器、衰减器和透镜等光学元件时,应保证光轴通过它们的几何中心。应采取措施避免由反射环境噪声热辐射和空气扰动等引起的系统误差;c) 在测量开始前,激光器应接生产商的规定预热到达到热平街状态,测试器太也应达到热平衡;d) 在初始准备工作完成后,应检查是否全部光束入射到了探测器表面。可在每个光学元件的前面插人不同孔径的光阑,当光阑使激光功率减小了5%时,所用光阑的孔径不应大于其后光学元件口径的0.8倍。6.2 测试环境要求放置被测激光器和测量系统的测试台的稳定性应高于被测激光器的稳定性。需采取隔震、减噪和控温等措施,保证外界因素或系 ...
的荧光信号,衍射极限焦点提供最亮的荧光信号以及最高的空间分辨率。然而,只有通过自适应光学(adaptive optics, AO)才能维持在体深度的高空间分辨率,自适应光学可以测量和校正成像光穿过光异质样品时在波前积累的光学像差。AO与2PFM相结合,将校正的相位模式应用于物镜后瞳平面(back pupil plane)的激发波前,可以实现衍射极限性能,并且可以在大脑表面以下数百微米处解析突触。大脑的在体成像也需要高时间分辨率,对于大脑内的功能成像,需要亚秒级的时间分辨率来跟上神经元活动的产生和传播。传统的2PFM通过在三个维度上依序扫描其激发焦点来实现三维成像,这导致体积成像速率远低于其二维 ...
点只有处于从衍射二维 面出发,并在观察者的眼睛处结束的线上时才可见。无论全息图的构图、分辨率或方向如何,这种被描述为“裁剪(clipping)”或“渐晕(vignetting)”的限制都会存在。裁剪的实际效果是必须像电视一样观看全息图。也就是说,对于有限尺寸的全息图,可实现的最佳面内视角是围绕显示表面有360°。然而,任何单个图像点周围的最大视角都小于 360°,并且随着图像点远离全息显示表面而迅速减小。而自由空间立体显示器在任何深度的每个图像点周围都具有360° 的平面内视角。裁剪几乎排除了与未来三维显示器相关的几乎所有显示几何特性,包括长焦投影、高沙盘和环绕观察者或其它物理对象的图像。这些 ...
折射、反射和衍射光学元件都可用于光束转换器。常用的折射或反射光束转换器,设计时通常基于射线光学理论。设计问题主要由三种类型的方程约束:光束的能量守恒、以向量形式的斯涅尔定律(Snell's law)支配的光线追踪方程以及描述在输入和输出波前之间等光程的Malus-Dupin定理 。此外,对于制造问题,应考虑面型的表面连续性。光束转换器的发展路线为从输入和输出光束保持平面波前且辐照度旋转对称分布到更一般的非旋转对称的情况,从近轴近似到非近轴情况。其中突出的理论有适用于近轴或小角度近似的最优传输 (optimal transport, OT) 理论,非近轴情况下设计问题用类型的非线性偏微分 ...
法应用于光学衍射层析成像,并在数值和实验上证明了光学厚样品的三维重建相比使用基于弱散射近似的传统方法,保真度更高。图1、所提方法示意图。 (a) 给定入射场和三维散射势 (v),正向模型在通过pupil mask (P) 后在探测器处得到散射场和透射场 (y)。( b )传统和修正后的玻恩级数之间的比较。传统的玻恩级数通常发散,但修正后的级数总是收敛。(c) 估计的三维与Mie理论和FDTD结果的比较。(d)逆向模型在给定y和的情况下迭代地寻找未知v。这是通过使用修正后的玻恩级数作为传播器反向传播误差来计算的。(e) Rytov近似与所提出的方法之间的重建性能比较。使用所提出的方法重建的层析图 ...
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