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，细胞运动或血流）发生在不同的空间位置。因此，该组织体积内的散射光场将以空间变化的方式与这种动态相互作用。通过测量组织表面散射光场的时域波动，可以估计去相关事件的时空映射(spatiotemporal map)。当前不足：虽然DCS被广泛用于评估深达成人头骨下方的有限组织区域的血流变化，但迄今为止，对混浊介质下动态事件快速形成空间分辨图像的工作仍然有限，这主要是有三个难题阻碍了深层组织时域动力学成像：(1)由于在必要的测量速率下可用光子数量有限，因此信噪比低；(2)从散射体表面收集光的探 ...
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 ...
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 ...
现水平和垂直相干光束转向在理论上是可行的。另一种高STP器件是相控阵光子集成电路(phased array photonic integrated circuit, PIC)。在这种方法中，纳米光子相控阵是通过在光子晶片上记录分支波导来构建的(见图6)。这些波导将从单个源投射的光分布在二维网格上。每个波导末端的相位可以通过电光或热光相位调节器进行调节。通过终止每个波导的光栅输出耦合器从晶片正交抽取光。类似于相控阵雷达，光栅输出耦合器也被称为光学天线。图6、光子集成电路光学相控阵示意图。单个相干激光源被引导到波导内，光被多个光栅耦合器(充当光天线)提取。可以使用相位调制器调整每个天线的相位以创建 ...
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( ...
,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， ...
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 ...
解析：（1）相干光源经过波长尺度上是粗糙的物体或被它反射时，散斑就会扮演一个重要的角色，即产生一个对比度高的颗粒状图样。在相干光源照射生物组织时，由于生物组织微观尺度上凹凸不平引起后向散射回的光互相发生干涉而形成散斑图像。当照射的样品是动态的时候，散斑模式就会发生变化。（2）如图1，连续采集到的两帧散斑图像，每帧图像划分成小的探测窗口I1(x,y)和I2(x,y)，计算这两个探测窗口的互相关，获得单次操作的相关图。（3）为了提高信噪比，操作n次（文中选用n=4），求取平均相关图。（4）从平均相关图找到峰值位置，计算出在采集时间间隔内的粒子位移，从而计算出视场内的速度图。（5）以一个像素为步长移 ...
量。P是表示相干光学响应的矩阵，即P的每一列包含了对物空间中不同位置的点物的空间响应。因此，方程(16)和(17)的矩阵乘法实现了物和系统响应的卷积操作。如果系统是线性和平移不变的，P的列是彼此的平移表示，其中平移由列号决定。如果光学响应大小有限，采样时将有Np个非零元素，P的大小是(NxNy + Np - 1 ) X (NxNy)，检测到的图像大小为(NxNy + Np - 1 ) X 1。探测器产生的辐照度测量M包含了采样、数字化、光子转化为电子时的各种噪声。如果我们将这些噪声合并成一个噪声项，图像测量是其中n表示由探测时引入系统的噪声。M进一步的被运算符处理得到信息I':nT是后 ...
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 ...
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