光電導開關法圖1 光電導開關法輻射太赫茲原理圖如圖1，太赫茲光電導天線是在低溫生長的半導體表面上沉積兩片金屬電極，兩端電極之間保持一條微米量級寬度的空隙。在光電導開關兩端上施加偏置電壓后，當飛秒激光聚焦到天線縫隙表面時，基底材料中的電子吸收能量并從價帶躍遷到導帶，在天線表面瞬間（10-14 s）生成光生載流子（電子）。電子在偏置電場的加速作用下定向遷移生成瞬態光電流，進而向外輻射太赫茲波。理論上只要外加電場足夠強，太赫茲輻射就可以得到顯著的增強，但是實際實驗中過高的能量會導致光電導開關被損壞。另外半導體基底、金屬電極的幾何結構與泵浦激光脈沖持續時間共同影響著光電導天線（光電導開關）的性能。半導 ...

像速度不足。相干反斯托克斯拉曼散射(coherent anti-Stokes Raman scattering,CARS)顯微鏡的靈敏度要高于自發拉曼散射顯微鏡，但是因為非共振背景的存在，限制了其探測靈敏度。受激拉曼散射(stimulated raman scattering,SRS)于1968年初次觀測到，隨后在許多光譜研究中得到廣泛的應用。在自發拉曼散射中，由于非彈性散射的機理，一束頻率為wp的激光束照射樣品，生成頻率分別為wS和wAS的斯托克斯和反斯托克斯信號。在SRS中，使用兩束激光wp和wS同時照射樣品。頻率差Δw= wp? wS(也稱為拉曼頻移(raman shift))與特定的分 ...

譜成像和光學相干層析的照明。然而，所有先前的實驗使用的光強度比通常會出現生物物理損傷的光強度低 12 個數量級以上，并且遠低于精密顯微鏡中通常使用的強度。因此，它們沒有提供絕對的靈敏度優勢(在沒有量子關聯的情況下，使用更高的光功率可以實現更高的靈敏度)。由于用于產生量子關聯的方法的局限性、且量子關聯產生后的脆弱性以及集成到精密顯微鏡中極具挑戰性等，表明將照明強度提高到與高性能顯微鏡相關的水平是一個長期存在的挑戰。相干拉曼顯微鏡是一種非線性顯微鏡，可探測生物分子的振動光譜。它可以對化學鍵以極高的特異性進行無標記成像(特異性遠高于使用熒光等可行的特異性手段)。這為研究廣泛的生物活動(包括代謝活動、 ...

發了諸如光學相干斷層掃描血管造影術和激光散斑對比成像等技術手段來測量靠近組織表面的這種動態。然而，當檢測在活體組織內傳播深度超過幾毫米的光信號時，光場會迅速衰減并去相關(decorrelate)，最終通常采取快速單光子敏感(single photon sensitive)檢測技術，以大約MHz的速率記錄光波動.漫射相關光譜 (diffuse correlation spectroscopy, DCS)是一種用于檢測深層組織內數厘米動態散射的成熟技術。這種技術使用了一個相對簡單的策略：當相干光進入混濁(turbid)介質時，它會隨機散射并產生散斑。在給定體積的組織中，動態運動（例如，細胞運動或血 ...

DMD對入射相干光進行振幅調制，L2和L3組成4f系統，SLM上的光場與DMD上的光場共軛，兩個偏振片用于調節光強。SLM對入射光場進行相位調制。sCMOS用于接收衍射傳播的光場，并利用自身的光電效應類比復數激活函數，將復數光場轉化為強度值。（3）模型訓練。首先在計算機上利用基于物理信息的前向模型，使用誤差反向傳播方法，損失函數使用zui后一層的輸出和ground truth之間的測量(均方根誤差或softmax交叉熵)來預訓練出一個模型，即獲得SLM在每一層（指的是每一個DPU層）其相位調制的參數、DMD在每一層的顯示圖案以及sCMOS相機在光軸上的位置等。由于光學系統存在的實際誤差，會導致 ...

有不同權重的相干球面子波的線性疊加。這個權重由衍射理論決定，求解過程使用角譜法求解)。這個神經元具有復數值的透射(或反射)系數。每層的這些透射/反射系數通過在計算機上使用深度學習的方法訓練得到。然后由3D打印制造出每一層，用于以光速執行特定的任務。圖1b是用于分類任務的衍射深度神經網絡，圖1c是用于成像任務的衍射深度神經網絡。圖1d是衍射深度神經網絡與傳統神經網絡之間的比較。衍射深度神經網絡是乘性偏置項，即每一層每一個像素的調制系數，衍射深度神經網絡的權重基于自由空間衍射傳播，電子神經網絡是指在計算機中虛擬實現的傳統神經網絡。(2) 物理實現。衍射深度神經網絡在計算機上訓練完成后，需要3D打印 ...

經證明了使用相干光對矩陣向量乘法的奇異值矩陣分解實現。在這種情況下，在硅芯片上制造的MZI實現了逐元素乘法。這種設計代表了使用光的神經網絡z關鍵構建模塊之一的真正并行實現，現代代工廠(foundry)可以輕松地批量制造這種類型的光子系統。這種設計的挑戰之一是 MZI 的數量隨著向量中元素數量N以N2增長，這是實現任意矩陣的必要結果。隨著光子電路尺寸的增加，損耗、噪聲和缺陷也成為更大的問題。因此，構建足夠準確的模型以在計算機上對其進行訓練變得越來越困難。克服這一困難的方法包括設計對缺陷具有魯棒性的電路，自動“完善”電路，或在原位訓練光子神經形態電路等。作為基于MZI的MAC的替代方案，Feldm ...

間需要很強的相干性，從而使光場顯示與全息無法區分。再現accommodation的難度引起了視覺不適，因此不得不限制顯示的景深。為了再現顯示器平面之外的體素，光線需要被光學系統聚焦在那個點上。如果不能隨意重新聚焦子像素，光場顯示器只能從發射平面產生平面波前。如圖3a所示，當光場顯示器視圖再現離發射平面太遠的體素時，體素總是變得模糊。為了解決這個問題，研究人員開發了多平面光場顯示器。因為發射平面可以通過光學元件重新聚焦并沿觀察深度移動，因此可行。但是，這需要多路復用以在時間上或空間上生成不同的平面，從而增加了系統需要的帶寬。還有一個不可忽視的點是，當有很多視區的時候，不同平面之間的遮擋很難控制。 ...

為概念驗證，相干反斯托克斯拉曼測量用于確定等離子體納米腔中少數分子的振動壽命。作者：Lukas A. Jakob, William M. Deacon, ... Jeremy J. Baumberg鏈接：https://doi.org/10.1364/OPTICA.44148712.標題：超薄等離子體探測器簡介：等離子體材料及其使光場strong concentration的能力，為亞衍射極限光子器件的演示提供了誘人的基礎。然而，用于現實世界應用的實用且可擴展的等離子體光電子學仍然難以捉摸。在這項工作中，作者設計、生長、制造和描述了單片集成和亞衍射極限厚度的長波紅外(8-13um)探測器。作者 ...

的空間特性不相干(incoherent)的基(例如隨機模式)采樣，每次測量提供有關每個像素的少量信息，然后使用大計算量的優化算法推測圖像。優化算法可以基于z小化圖像強度模量的 ?1-范數、離散余弦變換、空間梯度（total variation, TV）或圖像曲率 。然而，在已經利用了壓縮感知的前提下，重建時間仍大大超過采集時間的情況并不少見。因此，在要求實時性的單像素相機應用中不采用這種策略。盡管如此，對于不需要實時處理的應用，這種策略通常會從顯著壓縮的數據中產生的圖像質量和高幀速率視頻。b、使用不一定與圖像的空間特性不相干的基進行采樣，圖像重建使用計算速度快的算法。基可選的有Hadamard ...