ics 使用相干納米光子電路進(jìn)行深度學(xué)習(xí)技術(shù)背景：無(wú)需明確指令即可快速、高效地學(xué)習(xí)、組合和分析大量信息的計(jì)算機(jī)正在成為處理大型數(shù)據(jù)集的強(qiáng)大工具。“深度學(xué)習(xí)”算法因其在圖像識(shí)別、語(yǔ)言翻譯、決策問題等方面的實(shí)用性而在學(xué)術(shù)界和工業(yè)界引起了極大的興趣。傳統(tǒng)的中央處理單元 (central processing unit,CPU)不是實(shí)現(xiàn)這些算法的好選擇，學(xué)術(shù)界和工業(yè)界越來(lái)越致力于開發(fā)針對(duì)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(artificial neural network, ANN)和深度學(xué)習(xí)中的應(yīng)用程序量身定制的新硬件架構(gòu)。如圖形處理單元(graphical processing unit, GPU)、專用集成電路(ap ...

基于散斑或非相干強(qiáng)度測(cè)量以及被動(dòng)傳感和聲學(xué)成像技術(shù)的成像模式。基于瞬態(tài)的 NLOS 成像，其隱藏的NLOS場(chǎng)景通常被渲染為空間的三維反照率體積，或物體曲面的集合。在體積反照率模型中，目標(biāo)是估計(jì)場(chǎng)景體素的反照率值，而在曲面重建模型中，人們通過估計(jì)曲面法線來(lái)更直接地恢復(fù)三維場(chǎng)景中的目標(biāo)曲面。當(dāng)前不足：當(dāng)前基于曲面重建的方法雖然比基體積反照率的方法在重建物體幾何細(xì)節(jié)上要更具有優(yōu)勢(shì)，但是它局限在簡(jiǎn)單的幾何物體，且對(duì)初始狀態(tài)敏感，計(jì)算量巨大。文章創(chuàng)新點(diǎn)：基于此，斯坦福大學(xué)的Sean I. Young和Gordon Wetzstein等人提出一種基于定向光錐變換(directional light-con ...

表征任意的近相干量子態(tài)。這種方法魯棒性很強(qiáng)，不需要對(duì)量子態(tài)做虛假假設(shè)，這些假設(shè)包括稀疏程度或相干性(這些很可能與真實(shí)場(chǎng)景是不相符的)。從技術(shù)觀點(diǎn)來(lái)看，所提方法可以在單光子層級(jí)有效的表征通訊光(telecommunication light)的時(shí)域行為，因此，為許多新的量子技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。原理解析：引入隨機(jī)壓縮層析機(jī)制描述未知低秩時(shí)間-頻率量子態(tài)ρd(有限維度d，秩r<<d)。無(wú)需任意假設(shè)，可以用給定數(shù)量的隨機(jī)選擇的正交基測(cè)量M(遠(yuǎn)小于O(d2))唯一的重建ρd。任意時(shí)頻模式的狀態(tài)可以使用通用基測(cè)量進(jìn)行壓縮表征，這些測(cè)量可以使用量子脈沖門(quantum pulse gate,QPG ...

究表明，聯(lián)合相干反斯托克斯拉曼散射(coherent anti-Stokes Raman scattering,CARS)、二次諧波生成(second harmonic generation,SHG)、雙光子激發(fā)熒光(two-photon excited fluorescence,TPEF)的多模非線性顯微鏡，可以實(shí)現(xiàn)離體生物樣本的分子組成和形態(tài)信息的高靈敏和高特異性無(wú)創(chuàng)無(wú)標(biāo)記檢測(cè)(區(qū)分惡性組織和良性0組織)。當(dāng)前不足：完成多模非線性顯微鏡有以下挑戰(zhàn)：(1) 光纖耦合的高功率超快激光源(具有風(fēng)冷、堅(jiān)固、緊湊、便攜特性)；(2) 在長(zhǎng)距離上的使用光纖進(jìn)行超短脈沖激光傳輸和信號(hào)采集，要求具有低損耗 ...

,SLM)和相干光源，合成三維強(qiáng)度分布。盡管全息的基本原理已經(jīng)在70多年前就已經(jīng)被提了出來(lái),但是高質(zhì)量的全息圖獲取在21世紀(jì)初才實(shí)現(xiàn)。使用SLM生成高質(zhì)量的數(shù)字全息圖的主要挑戰(zhàn)在于計(jì)算生成全息(computer generated holography,CGH)的算法。傳統(tǒng)的CGH算法依賴于不足以準(zhǔn)確描述近眼顯示物理光學(xué)的波傳播模型，因此嚴(yán)重限制了能夠獲得的圖像質(zhì)量。直到最近(2018年開始)，基于機(jī)器學(xué)習(xí)的全息波傳播模型提出，能夠相對(duì)的改善圖像質(zhì)量。這些工作主要分為三類：第一類，將從SLM到目標(biāo)圖像的前向傳播通過網(wǎng)絡(luò)參數(shù)化，學(xué)習(xí)光學(xué)像差、物理光學(xué)和傳輸模型之間的差異，從而使得傳播模型更準(zhǔn)確， ...

術(shù)背景：光學(xué)相干層析(OCT)在眼科成像中扮演重要的角色，但是使用條件苛刻。OCT的使用徹底改變了用于眼部?jī)?nèi)科和外科醫(yī)療的診斷成像手段。眼科醫(yī)務(wù)人員現(xiàn)在通常使用OCT來(lái)檢測(cè)各種常見的眼部疾病，包括與年齡相關(guān)的黃斑變性(macular degeneration)、糖尿病視網(wǎng)膜病變(diabetic retinopathy)、青光眼(glaucoma)和角膜功能障礙(corneal dysfunction)。事實(shí)上，自O(shè)CT出現(xiàn)以來(lái)，它就在定義這些疾病的診斷標(biāo)準(zhǔn)和推動(dòng)治療決策方面發(fā)揮了重要作用。不幸的是，為此目的而設(shè)計(jì)的臨床 OCT 系統(tǒng)通常是隔離在眼科辦公室或大型眼科中心的專用成像室中的大型臺(tái)式 ...

細(xì)節(jié)所需的高相干性和通量(以及足夠大的光束大小以在合理的時(shí)間范圍內(nèi)掃描整個(gè)器官)，在第四代同步輻射源出現(xiàn)之前，不可能在任何一個(gè)單獨(dú)的同步輻射源光線束上實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前不足：當(dāng)前還沒有能夠在一套設(shè)備上對(duì)完整人類器官實(shí)現(xiàn)從整體到細(xì)胞級(jí)成像的技術(shù)手段。文章創(chuàng)新點(diǎn)：基于此，英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院的C.L. Walsh，歐洲同步輻射設(shè)施的P. Tafforeau,德國(guó)海德堡大學(xué)的W.L. Wagner等人提出了基于歐洲同步輻射裝置(European Synchrotron Radiation Facility, ESRF)極亮光源(extremely brilliant source, EBS)的分級(jí)相襯層析(hi ...

網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行非相干相加（此處的光頻梳利用了工作在耗散克爾孤子態(tài)(dissipative Kerr soliton states, DKS)的芯片級(jí)微梳，因?yàn)槠淇梢陨蓪拵А⒌驮搿⑼耆傻墓忸l梳）。a，數(shù)字和模擬電子架構(gòu)與我們的光子張量核心架構(gòu)的比較。數(shù)字電子（左）需要分布在多個(gè)內(nèi)核上的許多連續(xù)處理步驟來(lái)計(jì)算圖像的卷積運(yùn)算，而整個(gè) MVM 可以使用模擬電子內(nèi)存計(jì)算（中）一步執(zhí)行。光子內(nèi)存計(jì)算（右）將波長(zhǎng)復(fù)用作為額外的自由度，在單個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)多個(gè) MVM 操作。b，用于計(jì)算卷積運(yùn)算的完全集成光子架構(gòu)的概念圖。片上激光器（此處未使用）泵浦集成的 Si3N4 微諧振器以生成寬帶孤子頻率梳。 ...

的PSF為非相干成像系統(tǒng)的光學(xué)傳遞函數(shù)OTF(在頻域描述系統(tǒng)的成像性能)為MTF為OTF的模。合成孔徑的透鏡的pupil function為其PSF，OTF，MTF的計(jì)算與單透鏡相同(2)圖像重建。基于貝葉斯原理，成像系統(tǒng)獲得的圖像g和目標(biāo)圖像f的統(tǒng)計(jì)模型為Richardson-Lucy解卷積的目標(biāo)是最大化p(f|g)，而p(g)和p(f)可以看作為常量，問題轉(zhuǎn)化為最大化p(g|f)，這是PSF的的概率 。基于圖像噪聲為泊松分布假設(shè)，p(g|f)表示為求解p(g|f)的最大值，等效于求解一個(gè)迭代方程參考文獻(xiàn)：Feng Zhao, Zicheng Shen, Decheng Wang, Biji ...

全息顯示使用相干光源產(chǎn)生的散斑使得全息還不能成為一個(gè)替代傳統(tǒng)顯示技術(shù)的成熟方案。散斑是由相干光的相長(zhǎng)干涉和相消干涉產(chǎn)生的，其不僅降低圖像質(zhì)量，對(duì)zui終用戶也是一個(gè)潛在的安全隱患。散斑的緩解通常使用時(shí)間或空間的多路復(fù)用(multiplexing)來(lái)疊加獨(dú)立的散斑模式。這些多路復(fù)用方法包括使用機(jī)械振動(dòng)、快速掃描微鏡、可變形鏡以及對(duì)具有不同相位延遲的不同散斑圖案進(jìn)行光學(xué)平均等。然而，幾乎所有的多路復(fù)用方法要么需要機(jī)械移動(dòng)部件，要么需要復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，或兩者都需要。使用部分相干光源(如LED)是一種更好的方法，因?yàn)樗恍枰獙?duì)硬件系統(tǒng)做修改。LED的空間和時(shí)間不相干性直接減少了觀察到的散斑，這是由于在 ...