量优化技术背景：虚拟现实(virtual reality,VR)和增强现实(augmented reality,AR)中的近眼显示要求具有高图像质量，在紧凑的设备外形中支持大视野、聚焦提示(focus cues)以及大小合适的眼盒。全息近眼显示有希望满足这些要求，并在过去的数年里取得了显著的进展。 全息近眼显示不同于传统的近眼显示，它使用相位型空间光调制器(spatial light modulator,SLM)对入射光波整形，目标图像通过干涉的方式形成。用于全息显示的相位型SLM存在衍射效率低的问题。这是由于其有限的像素填充因子、背板架构和其它因素，使得多达20%的入射光可能不会被衍射，从而 ...
和延伸技术背景：荧光成像已广泛国产成人在线观看免费网站于医疗实践，随着对光与生物组织相互作用认识的深入以及检测技术成本的下降，荧光成像波长整体上从可见光区域不断红移到近红外（NIR）区域。光在生物介质中传播时的能量损失可归咎于吸收衰减和散射干扰。吸收损耗决定了我们能否捕捉到信号，而散射信号总是降低图像的清晰度。此外，生物组织过度吸收光可能会导致组织损伤。一些生物分子的自发荧光总是与有用信号混合在一起，zui终成为拍摄图像的背景。因此，光吸收和散射对荧光图像采集完全有害的根深蒂固的信念促使大多数研究人员追求具有z小光子吸收和散射的完美窗口用于生物成像。基于第二近红外窗口(NIR-II)的生物荧光成像被普遍公认为具有 ...
内窥镜技术背景：光学内窥镜广泛用于对人体内部进行成像，从而实现疾病诊断和手术图像引导。此外，光纤显微内窥镜正成为对活体动物进行结构和功能脑成像的非常有价值的工具。此类行为研究需要具有高时空分辨率的工具，在大空间范围上成像，从而捕捉大脑深处的大规模神经活动。当前的一种方法是通过单芯光纤的头端(distal)扫描或使用多芯光纤的近端(proximal)扫描来获取场景的每个图像像素。这种设计通常使用机械扫描仪和微透镜，并以高空间分辨率恢复图像，但视野受扫描仪偏转角的限制。另一种方法为宽场照明，使用多芯光纤或光纤束进行检测，其中纤芯传输场景的图像像素。在这种情况下，由于纤芯之间的串扰和像素化伪影，图像 ...
习算子技术背景：早期的光学计算机被用于做一些线性运算的计算(如傅立叶变换和相关性),并主要国产成人在线观看免费网站于模式识别和合成孔径雷达。然而，随着现代超大规模集成技术和高效算法的出现，基于硅电路的数字信号处理变得如此快速和并行，以至于模拟光学计算难以与之匹敌。随后出现的数字光计算将非线性光开关与取代电线的线性光互连(optical interconnections)相结合，并在1980年代得到了热烈追捧。光互连在功耗方面具有优势；然而，在全光实现中，与电子开关相比，光开关的功率低下和大尺寸抵消了这一优势。因此，全光数字计算机还没有竞争力。光学还被用于不基于布尔逻辑(Boolean logic)的非线性计算的实 ...
D全息技术背景：AR/VR、人机交互、教育和培训等领域切实需要具有连续深度感知的三维场景显现。计算生成全息是一种可行的手段，它通过数值模拟衍射和干涉来实现具有高空间-角度分辨率的3D投影。全息将动态光场编码为相位和振幅变化的干涉图案，即全息图。通过选择照明光束，全息图将入射光衍射成原始光场的准确再现。重建的3D场景呈现准确的单目和双目深度线索(depth cues)，这是传统的显示手段难以同时实现的。然而，高效、实时地创建逼真的计算机生成全息图(CGH)仍然是计算物理学中尚未解决的挑战。其主要挑战是对连续3D空间中的每个目标点执行菲涅耳衍射模拟所需的巨大算力要求。有效的菲涅耳衍射模拟极具挑战性 ...
镜成像技术背景：近几十年来，强度传感器的小型化使得当今的相机在许多领域得到广泛国产成人在线观看免费网站。如，医学影像、智能手机、安防、机器人和自动驾驶等。然而，成像器(imager)的尺寸如果能够再小一个数量级，那它将在纳米机器人、体内成像、AR/VR、健康检测等领域激发更多的新国产成人在线观看免费网站。虽然确实存在亚微米像素尺寸的图像传感器，但是传统光学限制了成像器的进一步小型化。传统成像系统由一系列校正像差的折射光学元件组成笨重的镜头，是为相机尺寸的下限。还有一个基本的障碍在于镜头焦距难以缩短，因为这会引入更大的色差。基于计算设计的超表面光学(meta-optics)是成像器小型化的可行手段之一。超薄的meta-optics使用 ...
面重建技术背景：非视域(Non-line-of-sight,NLOS)成像可以对视域之外的目标进行成像，其国产成人在线观看免费网站遍布遥感、国防、机器人视觉和自动驾驶等领域。通常，使用一个光源(如激光)不直接照射目标场景，而是通过一个中介面将光反射到目标场景上，目标场景将光反射到中介面，再由中介面反射到传感器上。传感器捕捉到由中介面反射回的场景信息，并将它们记录为二维图像(或瞬态)的时间分辨序列，通过计算的方法重建出场景图像。除了基于瞬态的成像外，其它NLOS成像模式还包括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 ...
层析术技术背景：在时域和频域中编码量子信息已被证明是可扩展量子信息处理的合适替代方案。这些编码使得人们可以访问高维希尔伯特空间，从而对量子信息提取、密码学和通信任务等有增强作用。此外，此类编码仅占用一种单一的空间模式，因此可以与单模光纤网络直接兼容。然而，具有足够高分辨率的可靠时间测量仍然具有挑战性(特别是在通讯波长下)。量子信息技术一般包括量子计算，量子模拟和量子通信三种。在量子计算中，研究人员通常采用量子态或量子过程作为数学语言来描述所属量子系统的特征。认识一个量子系统的量子态和量子过程等价于可以掌握在此系统中进行任何测量的结果。在量子信息科学领域，量子系统表征通常被称为量子层析。压缩策略 ...
维信息技术背景一个光场可以用七维全光函数来表征，。沿所有维度记录光线可揭示输入场景的体积、光谱和时间信息。然而，传统的图像传感器仅测量二维全光函数，大部分信息都未记录，且测量效率低下。测量高维全光函数面临两个主要难题：降维和测量效率。一方面，由于大多数光子探测器是二维(图像传感器）、一维(线传感器)或零维(单像素传感器)的，用低维传感器采集高维全光函数通常需要沿另一个维度进行大量扫描。例如，为了获取全光数据立方体，高光谱成像仪通常在空间域或光谱域中进行扫描，从而导致采集时间延长。相比之下，像映射光谱仪(image mapping spectrometer, IMS)、编码孔径快照光谱成像(co ...
解卷积技术背景：许多现代的成像系统集成了解卷积(deconvolution)算法，用于实现图像质量提升以及增强成像系统的能力。光学器件的缺陷可能会在无意中让图像模糊(如像差)，解卷积可以在计算上消除其中的一些模糊。在显微镜中，解卷积可以减少离焦荧光，从而产生更锐利的三维图像。另外，还可以将分布式点扩散函数(PSF)有意设计到成像系统中，从而获得如单帧高光谱成像、单帧三维成像这样的能力。在这种情况里，采用多路复用的光学器件通过将物空间中的每一点映射到成像传感器上的分布式模式以将二维和三维信息编码，然后利用解卷积算法从模糊或编码的测量来重建编码的清晰图像或体积。现有的解卷积算法国产成人在线观看免费网站场景有限。现今已 ...
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