源,变形镜,波前传感器三个主要部件。首先,确保所有光学元件处在同一高度上,可以使用一把尺子进行调节;如果有一个卡尺,可以用卡尺预先调好支杆的高度,然后再安装到光学平台上。安装各个光学元件,先安装光源,然后安装其他部件;暂时不安装变形镜和波前传感器。BS和透镜L1之间的距离推荐f1/2。调节望远系统,使透镜L1和透镜L2之间的距离为f1+f2。拿一张半透明的纸张,观察入射光焦点(透镜L1会聚);和反射光形成的焦点(透镜L2会聚的焦点)位置。调整透镜L2的位置,使这2个焦点达到重合。接下来,把变形镜(DM)和波前传感器(WFS)放在共轭的位置上;DM放在透镜L1的前焦面上,WFS放在透镜L2的后焦 ...
散射的限制。波前整形技术原则上能够克服这个问题,但通常速度较慢,并且其性能取决于样本。这大大降低了它们在生物应用中的实用性。在这里,作者提出了一种基于三光子激发的散射补偿技术,它比类似的双光子技术收敛得更快,并且即使在双光子方法失败的密集标记样本上也能可靠地工作。F-SHARP进行深层组织散射补偿作者:Caroline Berlage, Malinda L. S. Tantirigama, ...Benjamin Judkewitz链接:https://doi.org/10.1364/OPTICA.4402795.标题:通过微转移印刷实现氮化硅上的VCSEL光子集成电路简介:证明了在氮化硅光子 ...
全息立体图、波前记录平面(或者中间光线采样平面)和仅水平/垂直视差建模的查找表等,采取手动设计数值近似,代价是图像质量受损。利用GPU计算的快速发展,非近似的基于点的方法 (point-based method, PBM)最近以每帧几秒的速度生成了具有每像素焦点控制的彩色和纹理场景。然而,PBM为每个场景点独立模拟菲涅耳衍射,因此不会对遮挡(occlusion)进行建模。这阻止了复杂3D场景的准确再现,其中前景将因未遮挡的背景而被振铃伪影(2)严重污染。光场渲染可以部分解决这种没有遮挡的问题。然而,这种方法会导致大量的渲染和数据存储开销,并且遮挡仅在整个全息图的一小部分内是准确的。在菲涅耳衍射 ...
超表面已成为波前控制的新平台。超表面(metasurface)由厚度小于或接近光波长的、亚波长间隔的电介质或金属天线阵列组成,它可以准确地调制光的相位、振幅和偏振,且外形紧凑、具有通用成像能力。目前,广泛应用超透镜(metalens)技术的主要障碍之一是其孔径尺寸。增加透镜孔径的尺寸可以产生更高的成像分辨率,这对于显微镜和长距离成像应用来说都是至关重要的。具有纳米级非周期性特征的光学超透镜通常通过诸如电子束光刻(electron-beam lithography, EBL)之类的工艺制造,这些工艺既昂贵又耗时。尽管最近在超透镜制造中采用例如纳米压印(nanoimprinting)和紫外线步进光 ...
和变形测量、波前传感、相对较短距离的三维轮廓分析(与LIDAR技术的数百公里相比)、生命科学的显微镜和纳米显微镜、粒子成像测速、层析和激光散斑对比(contrast)成像,以及通过计算机生成的全息图在光遗传学、数据存储或虚拟和增强现实的近眼显示器等领域产生复杂的三维波前等。文章创新点:德国马克斯·普朗克量子光学研究所的Edoardo Vicentini(一作)和Nathalie Picqué(通讯)提出一种双光梳数字全息术,可以获得每一个光梳线下的复数全息图。其潜在应用包括远距离精确尺寸测量(无干涉相位模糊)、具有高光谱分辨力的高光谱三维成像等。原理解析:两个重复频率略有不同的频率梳生成器,一 ...
光学,不需要波前传感器或空间光调制器。原理解析:(1)利用小尺寸微透镜的衍射效应,借鉴叠层成像的原理,通过二维振镜周期性的扫描像平面,以牺牲时间分辨率为代价,同时获得高的空间分辨率和角度分辨率。如图1A和C所示。(2)如图1B和C,不同分割孔径上的线性相位调制对应角度分量的空间平移,使得不仅可以从角度测量之间的不一致估计空间非均匀像差,也可以通过数字平移角度图像来校正像差。这一过程称为数字自适应光学(DAO)。交互迭代层析算法基于ADMM,集成了迭代波前估计和拼接像差(tiled aberration)校正后体积重建,可以提高复杂场景成像的分辨率和信噪比。(3)利用具有时间加权和时间循环的时空 ...
体上,调制物波前,最终被单像素探测记录下一系列的光强信号。DMD的调制速率是单像素相机采集时间的瓶颈,因此,压缩感知的方法被用于避开这个限制。(2)理解压缩感知对于压缩感知在单像素成像中的应用,即使我们知道图像可以用稀疏基描述,但是自适应感知策略并不一定起作用。2006 年,Candes和Tao证明了当压缩测量策略是伪随机的,并且与稀疏基完全无关时,使用适当的计算策略可以从压缩测量中以非常高的概率恢复正确的解。例如,图像在小波基上可能是稀疏的,因此在通过应用亚奈奎斯特数量的伪随机模式获得强度测量值后,一种方法是采用所谓的“匹配追踪(matching pursuit)”算法来找到与这些伪 ...
A进一步将此波前(即FD)分割,每一个微透镜传递相应的空间频率(即角度信息)到其后焦平面被相机记录。(2)光传播模型。首先,使用标量Debye理论将三维物体信息投影到二维NIP面。然后,将二维NIP面的波前用傅里叶变换获得FD面的波前。最后,FD面的波前经过MLA调制后利用菲涅尔传播理论获得相机平面的波前。(3)重建算法。使用基于Richardson-Lucy迭代机制的解卷积算法求出三维空间信息。视频1:使用 FLFM 对小鼠肾脏组织进行成像。重建体积:67 µm × 67 µm ×20 µm。附录:(1)光场显微镜(上)和傅里叶光场显微镜(下)成像对比(2)傅里叶光场显微镜设计原则(3)傅里 ...
件来改变入射波前。这种变化试图解释衍射的影响,并恢复物平面的空间结构信息。正如前述章节所讨论的,这是历史上最早的成像系统。第二类成像仪器没有设计前端,但是仍然有后端检测处理。这种系统最好的例子是雷达天线阵列,这些阵列工作在电磁波谱的无线电频率带。无线电的波长量级使得制造透镜和机械控制是相当昂贵的,但是,高速电子放大器可以让从天线阵列接收的信号直接被转换和处理。因此,空间信息可以在后端检测过程中用模拟和数字信号处理的方式来恢复。生物医学里的超声和地质学里的地震波成像都是类似的成像系统,它们可以通过直接处理换能器的信号来成像。最后一类成像仪器是既使用换能前处理,又使用换能后处理的系统。我们在这里将 ...
新理解为测量波前通过有限孔径时传输的信息。因而产生了光学编码和后处理这样的新技术。3.1古代反射、折射、合适形状的晶体具有放大物体的像的能力,这些在古代已经被人们所发现。欧几里得的反射光学(Euclid’s Catoptrics)写于公元前300年,准确的描述了反射角等于入射角。折射虽然已经被观察到了,但是并不理解它的机理。眼镜是最先出现的实用光学仪器,于1279年出现在意大利的佛罗伦萨。然而,眼镜的意义更多的是在于仪器封装的进展,而不是光学上的大进展。培根记载到,欧洲已经意识到透镜具有放大像的能力。眼镜只是一个金属框架支撑着两个透镜,并置于人类的眼睛之前而已。1270年出现了Alhazen的 ...
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