ics 使用相干纳米光子电路进行深度学习技术背景:无需明确指令即可快速、高效地学习、组合和分析大量信息的计算机正在成为处理大型数据集的强大工具。“深度学习”算法因其在图像识别、语言翻译、决策问题等方面的实用性而在学术界和工业界引起了极大的兴趣。传统的中央处理单元 (central processing unit,CPU)不是实现这些算法的好选择,学术界和工业界越来越致力于开发针对人工神经网络(artificial neural network, ANN)和深度学习中的应用程序量身定制的新硬件架构。如图形处理单元(graphical processing unit, GPU)、专用集成电路(ap ...
型SLM)由相干光源产生的复值波场usrc(这个源场可以是平面波or球面波or高斯光束)入射到相位型SLM上,源场的相位以每SLM像素的方式延迟相位ϕ,场继续在自由空间或穿过某些光学元件传播到目标平面。用户或探测器可以在目标平面观察到场的强度。由SLM传输到目标平面的数学模型可以表示为:ϕ就是需要求解值,可以用常用的相位复原法(如GS,Fienup法等)求解,也可以看作为一个优化问题求解:s是一个固定的或学习的scale factor。相位复原是找到一个相位函数ϕ,而(2)是一个非凸优化问题,具有无穷解,CGH可以选择无穷解中的任何一个,因为它们都可以在目标平面上产生相同的强度。作者发现求解( ...
基于散斑或非相干强度测量以及被动传感和声学成像技术的成像模式。基于瞬态的 NLOS 成像,其隐藏的NLOS场景通常被渲染为空间的三维反照率体积,或物体曲面的集合。在体积反照率模型中,目标是估计场景体素的反照率值,而在曲面重建模型中,人们通过估计曲面法线来更直接地恢复三维场景中的目标曲面。当前不足:当前基于曲面重建的方法虽然比基体积反照率的方法在重建物体几何细节上要更具有优势,但是它局限在简单的几何物体,且对初始状态敏感,计算量巨大。文章创新点:基于此,斯坦福大学的Sean I. Young和Gordon Wetzstein等人提出一种基于定向光锥变换(directional light-con ...
表征任意的近相干量子态。这种方法鲁棒性很强,不需要对量子态做虚假假设,这些假设包括稀疏程度或相干性(这些很可能与真实场景是不相符的)。从技术观点来看,所提方法可以在单光子层级有效的表征通讯光(telecommunication light)的时域行为,因此,为许多新的量子技术奠定了基础。原理解析:引入随机压缩层析机制描述未知低秩时间-频率量子态ρd(有限维度d,秩r<<d)。无需任意假设,可以用给定数量的随机选择的正交基测量M(远小于O(d2))唯一的重建ρd。任意时频模式的状态可以使用通用基测量进行压缩表征,这些测量可以使用量子脉冲门(quantum pulse gate,QPG ...
,SLM)和相干光源,合成三维强度分布。尽管全息的基本原理已经在70多年前就已经被提了出来,但是高质量的全息图获取在21世纪初才实现。使用SLM生成高质量的数字全息图的主要挑战在于计算生成全息(computer generated holography,CGH)的算法。传统的CGH算法依赖于不足以准确描述近眼显示物理光学的波传播模型,因此严重限制了能够获得的图像质量。直到最近(2018年开始),基于机器学习的全息波传播模型提出,能够相对的改善图像质量。这些工作主要分为三类:第一类,将从SLM到目标图像的前向传播通过网络参数化,学习光学像差、物理光学和传输模型之间的差异,从而使得传播模型更准确, ...
限制了选择低相干感知矩阵的自由度,因此扩大压缩比具有挑战性。技术要点:基于此,美国加州大学洛杉矶分校的Qi Cui(一作)和Liang Gao(通讯)等人提出一种快照高光谱光场层析成像技术(Hyperspectral light field tomography, Hyper-LIFT),可以记录五维(x,y,空间坐标;角度坐标;,波长)全光函数。使用二维探测器阵列在单个快照中捕获 270×270×4×4×360数据立方体。Hyper-LIFT通过同时记录沿稀疏间隔角度的输入场景的正面平行光束投影来高效获取光场数据,实现16.8 的压缩比。此外,Hyper-LIFT通过进一步分散光谱域中的正面 ...
、多普勒光学相干断层扫描和光声多普勒测速;(2)红细胞跟踪测量,如活体多光子激光扫描显微镜、共聚焦激光扫描显微镜和全息相位显微镜;(3)基于散斑的方法,如激光散斑对比成像和多曝光对比成像。基于散斑的方法系统简单,并且能够在临床上以高的时空分辨率进行无标记、宽场CBF成像。在测量速度上,粒子图像测速(PIV)可以利用运动粒子的连续图像来提取平均速度和方向。当前不足:多普勒法虽然可以定量测量,但在高帧率下不能做到宽视场。红细胞法中的激光扫描法是点扫描,测量的血管数量有限,而全息法只适用于薄样品。传统的激光散斑成像方法结果只能提供定性的相对流速,并将血管与其周围组织以大的对比度区分开来,不是定量的。 ...
两个波前可以相干的叠加,即振幅和相位都叠加。如果这个过程是不相关的,那么波前不相干,则是能量的叠加。波前由空间和时间相干性来描述。同时从两个不同空间位置发射出的两个波前相关,视作光源的空间相干性。空间相干性与光源尺寸的大小有关,空间上尺寸小的光源相比大的拓展光源有更高的空间相干性。时间相干是指从同一个位置,不同时间发射的波前的相关性。需要注意的是,在除发射源之外的平面中测量的发射波前的相干性可能与源的相干性不同。尽管如此,在下文中,我们将参考源平面的相干性。接下来的分析基于上述对相干和成像的描述,并且假设光场是一个标量场。符合这些要求的关键点是满足近轴近似。我们的分析进一步假设成像波前是由拓展 ...
以理解为两个相干光脉冲序列,它们的重复频率有轻微的偏移。自问世以来,双光梳光源及其应用一直一个重要研究课题[5]。双光梳光源与早期用于泵浦探测测量的激光系统有许多相似之处。特别是,利用两种不同重复频率对超快现象进行采样的想法,早在20世纪80年代就已经通过等效时间采样概念的演示进行了探索[6,7]。在这种情况下,通过frep/的因子,超快动态过程在时域中被缩小到更慢的等效时间。这里frep是采样频率,是采样频率与激发重频的差值。这个概念很快通过一对相互稳定的锁模激光器实现,通常被称为异步光采样(ASOPS)[8]。双光梳方法和ASOPS激光系统的一个显著区别是两个脉冲序列锁在一起的相位和定时的 ...
2中。注意,相干在系统共振频率附近是如何下降的。这是随机激励的特性。现在,我们来考虑猝发随机激励。仅有的差别是,只在数据采集过程的一部分时间内使用随机信号。如果同时利用预触发延迟,那么在一个采集时间段内,可以观测到完整的信号。因此,信号满足FFT处理的周期性要求。这意味着不会产生泄漏,无需加窗。当然,输入和响应信号二者都需要满足这个要求。对大多数结构,这点易于满足。这个信号非常适合于平均掉测量结果中可能存在的轻微非线性。一个典型的时间测量结果显示在图3中。注意到,在采集时间范围内,激励中断以致响应信号也衰减到零。所得的FRF和COH显示在图4中。与图2相比较时,可以注意到测量结果和相干的改善。 ...
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