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 ...
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 ...
究表明，联合相干反斯托克斯拉曼散射(coherent anti-Stokes Raman scattering,CARS)、二次谐波生成(second harmonic generation,SHG)、双光子激发荧光(two-photon excited fluorescence,TPEF)的多模非线性显微镜，可以实现离体生物样本的分子组成和形态信息的高灵敏和高特异性无创无标记检测(区分恶性组织和良性0组织)。当前不足：完成多模非线性显微镜有以下挑战：(1) 光纤耦合的高功率超快激光源(具有风冷、坚固、紧凑、便携特性)；(2) 在长距离上的使用光纤进行超短脉冲激光传输和信号采集，要求具有低损耗 ...
,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， ...
术背景：光学相干层析(OCT)在眼科成像中扮演重要的角色，但是使用条件苛刻。OCT的使用彻底改变了用于眼部内科和外科医疗的诊断成像手段。眼科医务人员现在通常使用OCT来检测各种常见的眼部疾病，包括与年龄相关的黄斑变性(macular degeneration)、糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy)、青光眼(glaucoma)和角膜功能障碍(corneal dysfunction)。事实上，自OCT出现以来，它就在定义这些疾病的诊断标准和推动治疗决策方面发挥了重要作用。不幸的是，为此目的而设计的临床 OCT 系统通常是隔离在眼科办公室或大型眼科中心的专用成像室中的大型台式 ...
细节所需的高相干性和通量(以及足够大的光束大小以在合理的时间范围内扫描整个器官)，在第四代同步辐射源出现之前，不可能在任何一个单独的同步辐射源光线束上实现。当前不足：当前还没有能够在一套设备上对完整人类器官实现从整体到细胞级成像的技术手段。文章创新点：基于此，英国伦敦大学学院的C.L. Walsh，欧洲同步辐射设施的P. Tafforeau,德国海德堡大学的W.L. Wagner等人提出了基于欧洲同步辐射装置(European Synchrotron Radiation Facility, ESRF)极亮光源(extremely brilliant source, EBS)的分级相衬层析(hi ...
网络中进行非相干相加（此处的光频梳利用了工作在耗散克尔孤子态(dissipative Kerr soliton states, DKS)的芯片级微梳，因为其可以生成宽带、低噪、完全集成的光频梳）。a，数字和模拟电子架构与我们的光子张量核心架构的比较。数字电子（左）需要分布在多个内核上的许多连续处理步骤来计算图像的卷积运算，而整个 MVM 可以使用模拟电子内存计算（中）一步执行。光子内存计算（右）将波长复用作为额外的自由度，在单个时间步长内实现多个 MVM 操作。b，用于计算卷积运算的完全集成光子架构的概念图。片上激光器（此处未使用）泵浦集成的 Si3N4 微谐振器以生成宽带孤子频率梳。 ...
的PSF为非相干成像系统的光学传递函数OTF(在频域描述系统的成像性能)为MTF为OTF的模。合成孔径的透镜的pupil function为其PSF，OTF，MTF的计算与单透镜相同(2)图像重建。基于贝叶斯原理，成像系统获得的图像g和目标图像f的统计模型为Richardson-Lucy解卷积的目标是最大化p(f|g)，而p(g)和p(f)可以看作为常量，问题转化为最大化p(g|f)，这是PSF的的概率 。基于图像噪声为泊松分布假设，p(g|f)表示为求解p(g|f)的最大值，等效于求解一个迭代方程参考文献：Feng Zhao, Zicheng Shen, Decheng Wang, Biji ...
全息显示使用相干光源产生的散斑使得全息还不能成为一个替代传统显示技术的成熟方案。散斑是由相干光的相长干涉和相消干涉产生的，其不仅降低图像质量，对zui终用户也是一个潜在的安全隐患。散斑的缓解通常使用时间或空间的多路复用(multiplexing)来叠加独立的散斑模式。这些多路复用方法包括使用机械振动、快速扫描微镜、可变形镜以及对具有不同相位延迟的不同散斑图案进行光学平均等。然而，几乎所有的多路复用方法要么需要机械移动部件，要么需要复杂的光学系统，或两者都需要。使用部分相干光源(如LED)是一种更好的方法，因为它不需要对硬件系统做修改。LED的空间和时间不相干性直接减少了观察到的散斑，这是由于在 ...
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