光电导开关法图1 光电导开关法辐射太赫兹原理图如图1，太赫兹光电导天线是在低温生长的半导体表面上沉积两片金属电极，两端电极之间保持一条微米量级宽度的空隙。在光电导开关两端上施加偏置电压后，当飞秒激光聚焦到天线缝隙表面时，基底材料中的电子吸收能量并从价带跃迁到导带，在天线表面瞬间（10-14 s）生成光生载流子（电子）。电子在偏置电场的加速作用下定向迁移生成瞬态光电流，进而向外辐射太赫兹波。理论上只要外加电场足够强，太赫兹辐射就可以得到显著的增强，但是实际实验中过高的能量会导致光电导开关被损坏。另外半导体基底、金属电极的几何结构与泵浦激光脉冲持续时间共同影响着光电导天线（光电导开关）的性能。半导 ...
像速度不足。相干反斯托克斯拉曼散射(coherent anti-Stokes Raman scattering,CARS)显微镜的灵敏度要高于自发拉曼散射显微镜，但是因为非共振背景的存在，限制了其探测灵敏度。受激拉曼散射(stimulated raman scattering,SRS)于1968年初次观测到，随后在许多光谱研究中得到广泛的应用。在自发拉曼散射中，由于非弹性散射的机理，一束频率为wp的激光束照射样品，生成频率分别为wS和wAS的斯托克斯和反斯托克斯信号。在SRS中，使用两束激光wp和wS同时照射样品。频率差Δw= wp− wS(也称为拉曼频移(raman shift))与特定的分 ...
谱成像和光学相干层析的照明。然而，所有先前的实验使用的光强度比通常会出现生物物理损伤的光强度低 12 个数量级以上，并且远低于精密显微镜中通常使用的强度。因此，它们没有提供绝对的灵敏度优势(在没有量子关联的情况下，使用更高的光功率可以实现更高的灵敏度)。由于用于产生量子关联的方法的局限性、且量子关联产生后的脆弱性以及集成到精密显微镜中极具挑战性等，表明将照明强度提高到与高性能显微镜相关的水平是一个长期存在的挑战。相干拉曼显微镜是一种非线性显微镜，可探测生物分子的振动光谱。它可以对化学键以极高的特异性进行无标记成像(特异性远高于使用荧光等可行的特异性手段)。这为研究广泛的生物活动(包括代谢活动、 ...
发了诸如光学相干断层扫描血管造影术和激光散斑对比成像等技术手段来测量靠近组织表面的这种动态。然而，当检测在活体组织内传播深度超过几毫米的光信号时，光场会迅速衰减并去相关(decorrelate)，最终通常采取快速单光子敏感(single photon sensitive)检测技术，以大约MHz的速率记录光波动.漫射相关光谱 (diffuse correlation spectroscopy, DCS)是一种用于检测深层组织内数厘米动态散射的成熟技术。这种技术使用了一个相对简单的策略：当相干光进入混浊(turbid)介质时，它会随机散射并产生散斑。在给定体积的组织中，动态运动（例如，细胞运动或血 ...
DMD对入射相干光进行振幅调制，L2和L3组成4f系统，SLM上的光场与DMD上的光场共轭，两个偏振片用于调节光强。SLM对入射光场进行相位调制。sCMOS用于接收衍射传播的光场，并利用自身的光电效应类比复数激活函数，将复数光场转化为强度值。（3）模型训练。首先在计算机上利用基于物理信息的前向模型，使用误差反向传播方法，损失函数使用zui后一层的输出和ground truth之间的测量(均方根误差或softmax交叉熵)来预训练出一个模型，即获得SLM在每一层（指的是每一个DPU层）其相位调制的参数、DMD在每一层的显示图案以及sCMOS相机在光轴上的位置等。由于光学系统存在的实际误差，会导致 ...
有不同权重的相干球面子波的线性叠加。这个权重由衍射理论决定，求解过程使用角谱法求解)。这个神经元具有复数值的透射(或反射)系数。每层的这些透射/反射系数通过在计算机上使用深度学习的方法训练得到。然后由3D打印制造出每一层，用于以光速执行特定的任务。图1b是用于分类任务的衍射深度神经网络，图1c是用于成像任务的衍射深度神经网络。图1d是衍射深度神经网络与传统神经网络之间的比较。衍射深度神经网络是乘性偏置项，即每一层每一个像素的调制系数，衍射深度神经网络的权重基于自由空间衍射传播，电子神经网络是指在计算机中虚拟实现的传统神经网络。(2) 物理实现。衍射深度神经网络在计算机上训练完成后，需要3D打印 ...
经证明了使用相干光对矩阵向量乘法的奇异值矩阵分解实现。在这种情况下，在硅芯片上制造的MZI实现了逐元素乘法。这种设计代表了使用光的神经网络z关键构建模块之一的真正并行实现，现代代工厂(foundry)可以轻松地批量制造这种类型的光子系统。这种设计的挑战之一是 MZI 的数量随着向量中元素数量N以N2增长，这是实现任意矩阵的必要结果。随着光子电路尺寸的增加，损耗、噪声和缺陷也成为更大的问题。因此，构建足够准确的模型以在计算机上对其进行训练变得越来越困难。克服这一困难的方法包括设计对缺陷具有鲁棒性的电路，自动“完善”电路，或在原位训练光子神经形态电路等。作为基于MZI的MAC的替代方案，Feldm ...
间需要很强的相干性，从而使光场显示与全息无法区分。再现accommodation的难度引起了视觉不适，因此不得不限制显示的景深。为了再现显示器平面之外的体素，光线需要被光学系统聚焦在那个点上。如果不能随意重新聚焦子像素，光场显示器只能从发射平面产生平面波前。如图3a所示，当光场显示器视图再现离发射平面太远的体素时，体素总是变得模糊。为了解决这个问题，研究人员开发了多平面光场显示器。因为发射平面可以通过光学元件重新聚焦并沿观察深度移动，因此可行。但是，这需要多路复用以在时间上或空间上生成不同的平面，从而增加了系统需要的带宽。还有一个不可忽视的点是，当有很多视区的时候，不同平面之间的遮挡很难控制。 ...
为概念验证，相干反斯托克斯拉曼测量用于确定等离子体纳米腔中少数分子的振动寿命。作者：Lukas A. Jakob, William M. Deacon, ... Jeremy J. Baumberg链接：https://doi.org/10.1364/OPTICA.44148712.标题：超薄等离子体探测器简介：等离子体材料及其使光场strong concentration的能力，为亚衍射极限光子器件的演示提供了诱人的基础。然而，用于现实世界应用的实用且可扩展的等离子体光电子学仍然难以捉摸。在这项工作中，作者设计、生长、制造和描述了单片集成和亚衍射极限厚度的长波红外(8-13um)探测器。作者 ...
的空间特性不相干(incoherent)的基(例如随机模式)采样，每次测量提供有关每个像素的少量信息，然后使用大计算量的优化算法推测图像。优化算法可以基于z小化图像强度模量的 ℓ1-范数、离散余弦变换、空间梯度（total variation, TV）或图像曲率 。然而，在已经利用了压缩感知的前提下，重建时间仍大大超过采集时间的情况并不少见。因此，在要求实时性的单像素相机应用中不采用这种策略。尽管如此，对于不需要实时处理的应用，这种策略通常会从显著压缩的数据中产生的图像质量和高帧速率视频。b、使用不一定与图像的空间特性不相干的基进行采样，图像重建使用计算速度快的算法。基可选的有Hadamard ...
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