列校正像差的折射光學(xué)元件組成笨重的鏡頭，是為相機(jī)尺寸的下限。還有一個(gè)基本的障礙在于鏡頭焦距難以縮短，因?yàn)檫@會(huì)引入更大的色差。基于計(jì)算設(shè)計(jì)的超表面光學(xué)(meta-optics)是成像器小型化的可行手段之一。超薄的meta-optics使用亞波長(zhǎng)級(jí)納米天線(nano-antennas)，以比傳統(tǒng)的衍射光學(xué)元件(DOE)更大的設(shè)計(jì)自由度和空間帶寬積來調(diào)制入射光。此外，meta-optical散射體豐富的模態(tài)特性使得其比DOE具有更多的能力，如偏振、頻率、角度多路復(fù)用等。meta-optics可以使用廣泛可用的集成電路代工技術(shù)制造(如深紫外光刻(DUV))，而無需基于聚合物的DOE或二元光學(xué)器件中使用 ...

改變光波導(dǎo)的折射率)。然而，由于大多數(shù)光電材料的熱光系數(shù)相對(duì)較小，產(chǎn)生相位變化通常需要數(shù)十至數(shù)百微米數(shù)量級(jí)的路徑長(zhǎng)度。處理位的數(shù)據(jù)，需要個(gè)移相器，隨著數(shù)據(jù)量的增加，這種方案可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)結(jié)構(gòu)過大。此外，相位變化生效所需的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，大約為數(shù)十微秒，這會(huì)限制片上(on chip)訓(xùn)練過程的速度(因?yàn)樾枰l繁地改變相位來計(jì)算梯度)。最近的一些工作旨在利用光學(xué)快速傅立葉變換 (OFFT)、環(huán)形諧振器、聲光調(diào)制器和3D打印的替代架構(gòu)來解決這些問題。其它基于相變材料、電吸收和電光效應(yīng)的方法也可以解決其中的一些問題，但這些技術(shù)仍未成熟。當(dāng)前不足：傳統(tǒng)的光學(xué)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(optical neural netw ...

刻技術(shù)加工，折射透鏡用金剛石車削加工。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)際效果與模擬效果相符。原理解析：(1) 成像模型。首先以近軸光學(xué)的方式，不考慮離軸像差，用平面波看作為一個(gè)無窮遠(yuǎn)處的點(diǎn)光源，其經(jīng)過光學(xué)元件的相位調(diào)制后，用波動(dòng)光學(xué)理論在自由空間傳播到圖像傳感器表面得到的光強(qiáng)作為點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)。只考慮點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)為平移不變的情況，這樣可以簡(jiǎn)化問題。圖像源與點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)卷積，在圖像傳感器每個(gè)像素上隨波長(zhǎng)和時(shí)間積分，加上傳感器的讀取噪聲，zui終成像。圖像重建可以看作為求解一個(gè)Tikhonov正則化zui小二乘問題。(2) 端到端優(yōu)化框架。用隨機(jī)梯度法優(yōu)化有一個(gè)光學(xué)元件的計(jì)算相機(jī)。將成像模型的每一步描述為一個(gè)可微的模塊。光 ...

經(jīng)有數(shù)種基于折射的快照SI儀器，如編碼孔徑快照光譜成像儀(CASSI)、雙編碼高光譜成像儀(DCSI)、空間光譜編碼壓縮高光譜成像系統(tǒng)(SSCSI)、快照彩色壓縮光譜成像儀(SCCSI)、棱鏡掩模視頻成像光譜儀(PMVIS)和單像素相機(jī)光譜儀(SPCS)。基于折射光學(xué)的儀器的有多種編碼策略。通用的方法是采用具有不透明或透明特征的黑白編碼孔徑，阻擋或讓光通過每個(gè)特定的空間點(diǎn)。因?yàn)橄嗤哪Ｊ綄?duì)所有光譜帶進(jìn)行編碼，所以這種策略被稱為空間編碼，通常使用DMD(digital micromirror device)來實(shí)現(xiàn)它。另一種方法采用稱為彩色編碼孔徑(CCA)的濾光器陣列實(shí)現(xiàn)空間和光譜編碼，這需要更 ...

背景：傳統(tǒng)的折射光學(xué)元件通常體積龐大且笨重，而對(duì)于從消費(fèi)電子產(chǎn)品到基于無人機(jī)或衛(wèi)星的遙感的各種應(yīng)用，緊湊、輕便的光學(xué)元件是其所渴求的。近年來，超表面已成為波前控制的新平臺(tái)。超表面(metasurface)由厚度小于或接近光波長(zhǎng)的、亞波長(zhǎng)間隔的電介質(zhì)或金屬天線陣列組成，它可以準(zhǔn)確地調(diào)制光的相位、振幅和偏振，且外形緊湊、具有通用成像能力。目前，廣泛應(yīng)用超透鏡(metalens)技術(shù)的主要障礙之一是其孔徑尺寸。增加透鏡孔徑的尺寸可以產(chǎn)生更高的成像分辨率，這對(duì)于顯微鏡和長(zhǎng)距離成像應(yīng)用來說都是至關(guān)重要的。具有納米級(jí)非周期性特征的光學(xué)超透鏡通常通過諸如電子束光刻(electron-beam lithogr ...

偽影。組織中折射率的不均勻分布會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的光學(xué)像差，從而降低圖像分辨率和信噪比(SNR)。強(qiáng)光劑量會(huì)干擾正常的細(xì)胞行為和細(xì)胞器功能，導(dǎo)致活體成像的光子劑量有限，即信噪比低，時(shí)間分辨率也會(huì)下降。為了解決組織長(zhǎng)時(shí)間高時(shí)空分辨率監(jiān)測(cè)非常困難的問題，研究人員開發(fā)出了各種各種的技術(shù)手段。過去的十年中，亞細(xì)胞活體顯微鏡有了大幅的發(fā)展，例如轉(zhuǎn)盤共聚焦顯微鏡、自適應(yīng)光學(xué)(AO)、高速雙光子顯微鏡和光片顯微鏡(LSM)，它們與新的動(dòng)物模型一起促進(jìn)了神經(jīng)科學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、免疫學(xué)和癌癥生物學(xué)領(lǐng)域的各種研究。然而，在分辨率、速度、SNR和樣本健康之間存在難以躲避的矛盾，這在實(shí)時(shí)熒光成像中被稱為“挫折金字塔(pyram ...

接近透明，其折射率接近2，這遠(yuǎn)大于普通玻璃材料。因此氮化硅材料適合用于設(shè)計(jì)高效超表面。氮化硅納米柱的高度全為700nm，矩形晶格周期為500nm，半徑在90到188nm之間。納米柱的仿真使用有限差分時(shí)域(FDTD)法。選擇了6個(gè)合適的半徑加工，氮化硅納米硅的透射系數(shù)和相位響應(yīng)與在633nm時(shí)納米柱半徑的關(guān)系見圖2B。圖2C和D是加工結(jié)果的掃描電鏡圖像。圖2、動(dòng)態(tài) SCMH 的實(shí)現(xiàn)。刻度條,1um實(shí)驗(yàn)結(jié)果：視頻1、動(dòng)態(tài)空間通道復(fù)用超全息圖顯示結(jié)果視頻2、動(dòng)態(tài)空間通道選擇超全息圖顯示結(jié)果視頻3、動(dòng)態(tài)三維空間通帶選擇超全息圖顯示結(jié)果附錄：光路，DMD為DLP6500FYE參考文獻(xiàn)：H. Gao, Y ...

意圖，其中雙折射聚合物納米柱的高度H和平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)角度θ分別對(duì)透射光的幅度和相位響應(yīng)進(jìn)行獨(dú)立控制。c、基于COMH的兩個(gè)圖像平面(z1和z2)上的光學(xué)可尋址全息視頻顯示，可以在COMH的動(dòng)量空間尋址大量依賴于OAM的正交圖像幀實(shí)驗(yàn)結(jié)果：視頻1：圖像平面z=z1的全息視頻顯示視頻2：圖像平面z=z2的全息視頻顯示附錄：三維激光打印復(fù)振幅超表面全息圖(1)、使用商業(yè)光刻系統(tǒng)(Photonic Professional GT, Nanoscribe)。在IP-L 780 resist(Nanoscribe)中，通過浸入式配置的Plan-Apochromat 63x/1.40 Oil DIC Zeiss ...

光具有不同的折射率,波長(zhǎng)短者折射率大。 光學(xué)系統(tǒng)多半用白光成像，白光入射于任何形狀的介質(zhì)分界面時(shí)，只要入射角不為零,各種色光將因色散而有不同的傳播途徑,結(jié)果導(dǎo)致各種色光有不同的成像位置和不同的成像倍率。這種成像的色差異稱為色差。通常用兩種按接收器的性質(zhì)而選定的單色光來描達(dá)色差。對(duì)于目視光學(xué)系統(tǒng)，都選為藍(lán)色的 F光和紅色的C光。色差有兩種。其中描述這兩種色光對(duì)軸上物點(diǎn)成像位置差異的色差稱為位置色差或軸向色差,因不同色光成像倍率的不同而造成物體的像大小差異的色差稱為倍率色差或垂軸色差。如下圖,軸上點(diǎn)A發(fā)出一束近軸白光,經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)后，其中F光交光軸于 A'F,C光交光 軸于 A'C。 ...

性電光效應(yīng)是折射率的變化，它與外加電場(chǎng)的大小成正比。1 外加電場(chǎng)對(duì)折射率的影響，可以通過任意偏振的光束觀察到晶體中的方向，由三階張量描述。忽略物理量的矢量性質(zhì)，外部電場(chǎng)對(duì)晶體折射率的影響具有以下形式其中 是折射率的變化，no 是未受擾動(dòng)的折射率，r 是電光張量中的適當(dāng)元素，E 是施加的電場(chǎng)。 即使在少數(shù)具有大電光系數(shù)的晶體中，這種影響也很小。 例如，對(duì)鈮酸鋰晶體施加 106 V/m 的電場(chǎng)將產(chǎn)生大約 0.01% 的分?jǐn)?shù)指數(shù)變化。 很少看到分?jǐn)?shù)指數(shù)變化大于 1%。體調(diào)制器使用鈮酸鋰、LiNbO3 和 KTP 制造電光幅度和相位調(diào)制器，這兩種晶體具有高電光系數(shù)和良好的光學(xué)和電學(xué)性能。這些晶體生長(zhǎng) ...