程損耗，n為折射率，L為腔長，λ0=c/v0為真空中的波長。可見Q值與損耗因子δ成反比。調Q即改變諧振腔的損耗因子，比較常見的有控制反射損耗的電光調Q，控制衍射損耗的聲光調Q和控制吸收損耗的可飽和吸收體調Q。電光調Q技術：電光調Q技術的原理是普克爾斯（Pockels）效應——即一級電光效應，電光晶體的雙折射效應與外加電場強度成正比，偏振光經過電光晶體后，偏振面旋轉的角度與晶體長度和兩側所加電壓的乘積成正比。電光調Q激光器的原理圖如下所示：目前普遍應用的電光晶體有KD*P（磷酸二氫鉀(KDP),磷酸二氘鉀(DKDP)）晶體和LN（鈮酸鋰LiNbO3）晶體。當線偏振光入射到電場中的晶體表面，分解成 ...

改變光波導的折射率)。然而，由于大多數光電材料的熱光系數相對較小，產生相位變化通常需要數十至數百微米數量級的路徑長度。處理位的數據，需要個移相器，隨著數據量的增加，這種方案可能會導致系統結構過大。此外，相位變化生效所需的時間相對較長，大約為數十微秒，這會限制片上(on chip)訓練過程的速度(因為需要頻繁地改變相位來計算梯度)。最近的一些工作旨在利用光學快速傅立葉變換 (OFFT)、環形諧振器、聲光調制器和3D打印的替代架構來解決這些問題。其它基于相變材料、電吸收和電光效應的方法也可以解決其中的一些問題，但這些技術仍未成熟。當前不足：傳統的光學神經網絡(optical neural netw ...

刻技術加工，折射透鏡用金剛石車削加工。經實驗驗證，實際效果與模擬效果相符。原理解析：(1) 成像模型。首先以近軸光學的方式，不考慮離軸像差，用平面波看作為一個無窮遠處的點光源，其經過光學元件的相位調制后，用波動光學理論在自由空間傳播到圖像傳感器表面得到的光強作為點擴散函數。只考慮點擴散函數為平移不變的情況，這樣可以簡化問題。圖像源與點擴散函數卷積，在圖像傳感器每個像素上隨波長和時間積分，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Tikhonov正則化zui小二乘問題。(2) 端到端優化框架。用隨機梯度法優化有一個光學元件的計算相機。將成像模型的每一步描述為一個可微的模塊。光 ...

經有數種基于折射的快照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(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)和單像素相機光譜儀(SPCS)。基于折射光學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特定的空間點。因為相同的模式對所有光譜帶進行編碼，所以這種策略被稱為空間編碼，通常使用DMD(digital micromirror device)來實現它。另一種方法采用稱為彩色編碼孔徑(CCA)的濾光器陣列實現空間和光譜編碼，這需要更 ...

背景：傳統的折射光學元件通常體積龐大且笨重，而對于從消費電子產品到基于無人機或衛星的遙感的各種應用，緊湊、輕便的光學元件是其所渴求的。近年來，超表面已成為波前控制的新平臺。超表面(metasurface)由厚度小于或接近光波長的、亞波長間隔的電介質或金屬天線陣列組成，它可以準確地調制光的相位、振幅和偏振，且外形緊湊、具有通用成像能力。目前，廣泛應用超透鏡(metalens)技術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生更高的成像分辨率，這對于顯微鏡和長距離成像應用來說都是至關重要的。具有納米級非周期性特征的光學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導致嚴重的光學像差，從而降低圖像分辨率和信噪比(SNR)。強光劑量會干擾正常的細胞行為和細胞器功能，導致活體成像的光子劑量有限，即信噪比低，時間分辨率也會下降。為了解決組織長時間高時空分辨率監測非常困難的問題，研究人員開發出了各種各種的技術手段。過去的十年中，亞細胞活體顯微鏡有了大幅的發展，例如轉盤共聚焦顯微鏡、自適應光學(AO)、高速雙光子顯微鏡和光片顯微鏡(LSM)，它們與新的動物模型一起促進了神經科學、發育生物學、免疫學和癌癥生物學領域的各種研究。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，這在實時熒光成像中被稱為“挫折金字塔(pyram ...

接近透明，其折射率接近2，這遠大于普通玻璃材料。因此氮化硅材料適合用于設計高效超表面。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域(FDTD)法。選擇了6個合適的半徑加工，氮化硅納米硅的透射系數和相位響應與在633nm時納米柱半徑的關系見圖2B。圖2C和D是加工結果的掃描電鏡圖像。圖2、動態 SCMH 的實現。刻度條,1um實驗結果：視頻1、動態空間通道復用超全息圖顯示結果視頻2、動態空間通道選擇超全息圖顯示結果視頻3、動態三維空間通帶選擇超全息圖顯示結果附錄：光路，DMD為DLP6500FYE參考文獻：H. Gao, Y ...

源，通過梯度折射率多模光纖（包層直徑125um,纖芯直徑62.5um）進行偏振分辨二次諧波生成成像。在成像之前需要用校準單元使用干涉測量的方式對通過光纖的光進行校準，此過程大約需要5分鐘。校準信息得到后，可以通過將適當形狀的波前耦合到光纖中產生聚焦點。每個聚焦點位置對應一個空間光調制器（SLM）上的特定圖案。SLM序列顯示不同的圖案，實現在距多模光纖出光口15um的平面上進行聚焦點掃描（模擬激光掃描顯微鏡）。成像時，移除校準單元，二向色鏡將后向散射回光纖的二次諧波生成信號反射進入光電倍增管進行成像。實驗證明：（1）小鼠尾腱上兩個區域Ⅰ和Ⅱ的線偏振二次諧波生成成像結果。（a)圖從上到下分別是所有 ...

介質中的微觀折射率不均勻引起的光學散射使得入射光的（行走）路徑隨機化，這對有效傳遞光強造成了巨大的挑戰。為了克服這一挑戰，（研究人員）正在積極開發和應用波前整形（wavefront shaping, WFS）方法來將光聚焦到或穿透散射介質。WFS通過調制入射波前使得不同行走路徑的散射光子在目標位置相長干涉。WFS技術可以分為三類：基于反饋的波前整形、傳輸矩陣求逆、光相位共軛（optical phase conjugation, OPC）或光時間反轉（optical time reversal）。前兩類通過一般需要數千次測量的迭代過程來確定調制波前，這導致系統運行時間相當長。基于OPC的WFS方 ...

音傳播介質的折射率的微小變化來工作。以連續波模式工作的1550nm激光二極管發出的1mW光束通過光纖發送到Fabry-Pérot標準具。腔內壓力發生變化的那一刻，透射（以及反射）光強度的強度就會被相應地進行調制。因為對于許多應用來說，使用單根光纖的簡單傳感器設置是第1選擇，所以對反射光進行監測。在普通光纖內進出傳感器頭的光束使用光環行器分開，從而可以監測傳感器的反射光。通常介質的折射率變化是非常小的，在標準條件下（室溫、環境壓力），如果壓力變化1Pa，空氣的折射率變化約3×10-9。然而，從聲學的角度來看，1Pa的交變壓力（~1×10-5的環境壓力）已經相當響亮了，它大致相當于有人在幾厘米的近 ...