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RSS订阅原创 【前沿】结构光场多普勒效应重要进展
华中科技大学王健教授团队在《Nature Communications》发表研究成果，提出结构剪切多普勒效应新理论。该研究突破传统平面波模型局限，发现光场横向结构会引发额外红移现象，并开发出免参考光干涉的测速新技术（SDV）。SDV技术具有三大优势：直观判别运动方向、提升线性工作范围六个数量级、增强系统鲁棒性。这项研究不仅拓展了经典物理效应的认知边界，更在精密测量领域实现了创新突破，有望应用于天文观测、工业测量等复杂环境。这项成果由博士生万镇宇和汤子毅共同完成，获国家自然科学基金资助。
2025-11-20 16:34:46
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原创 【干货】光学知识梳理
当 △= ±(2k-1)λ/2，即 △φ = ±(2k+1)π 时，干涉相消（暗纹）。公式中的 d（厚度）、θ（角度）、x（屏幕位置）、D（距离）等物理量是通过几何关系联系在一起的。牛顿环：明环半径 r = √((k-1/2)Rλ)，暗环半径 r = √(kRλ)。相位差 △φ = (2π / λ)×△，其中，光程差 △ = n× r（几何路程 × 折射率）劈尖：相邻明（或暗）条纹对应的薄膜厚度差 △d = λ / (2n₂)。
2025-11-06 11:51:20
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原创 南京理工：一种三维结构光照明显微成像方法
该研究团队此前提出了基于主成分分析的结构光照明显微成像方法（PCA-SIM），有效提升了二维成像中照明参数估计的精度与鲁棒性（文章链接：https://elight.springeropen.com/articles/10.1186/s43593-022-00035-x）。定量分析表明，PCA-3DSIM获得的横向和轴向平均分辨率分别达到95.83 nm和296.95 nm，优于对比方法所获得的98.22 nm与298.04 nm，验证了其在低稳态系统中的鲁棒性和成像精度优势（图3f-3h）。
2025-10-23 18:10:11
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原创 童利民 & 吕国伟课题组 | 首次拍摄1纳米ZnO线对的准三维局域光场
浙江大学童利民教授团队与北京大学合作，利用光发射电子显微镜首次实现了1纳米ZnO纳米线对中超局域光场的准三维成像。研究通过制备间距仅1nm的ZnO纳米线对，构建强局域光场，并利用PEEM低扰动特性成功拍摄其三维分布图像。该成果揭示了纳米尺度光场局域化规律，发现器件尺寸精度、污染等因素会显著影响光场质量，为纳米光子学研究提供了新方法。相关成果发表于《Light: Science & Applications》，为超分辨成像等应用开辟了新途径。
2025-10-09 10:40:34
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原创 微型超构透镜改变智能手机、无人机和卫星的成像
澳大利亚国立大学等机构研究人员开发出一种新型多层超构材料透镜，可同时聚焦多种颜色的非偏振光，克服了传统超构透镜的色差问题。该设计制造简便、对偏振不敏感，且易于规模化生产，有望应用于手机、无人机等设备的小型化光学系统中。
2025-09-11 08:30:00
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原创 光场显微镜及其在三维生物成像中的应用
本文使用基本光学元件设计搭建了光场显微镜，可供光学工程、生物医学工程等专业的学生拆装练习，从而加深对光场显微原理和系统结构的认识。通过对荧光微球以及斑马鱼血管的三维成像，展示了光场显微系统的性能。
2025-09-09 17:22:41
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原创 什么是光学系统模型/光阑/光瞳？超透镜的视场角怎么定义？
摘要：光学系统采用"物面-入瞳-出瞳-像面"模型进行抽象分析，将复杂结构简化为统一框架。物面为光线起点，像面为终点，入瞳和出瞳分别作为系统在物方和像方的"虚拟窗口"。该模型定义了视场、F数、景深等关键参数，并为像差分析提供基准。视场光阑限制成像范围，其成像形成入射窗和出射窗。超透镜的入瞳/出瞳通常与其物理边界重合，其视场角由纳米结构性能决定。这种模型化方法为光学系统设计提供了统一的分析工具。
2025-09-01 11:36:20
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原创 华中科大在超快光场诊断研究取得新进展
研究首次实现了对任意光场进行单次曝光，同步解析其振幅、相位、偏振和波长等全部矢量信息，助力高维单次光场压缩感知（HOOCS）研究。
2025-08-26 15:03:21
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1原创 随机散斑光场中的非相干拓扑纽结
近期，苏州大学赵承良教授团队联合南开大学陈志刚教授、山东师范大学蔡阳健教授提出了“非相干纽结”这一概念，即由非相干光场的相干奇点构成的三维纽结拓扑结构。
2025-08-19 10:01:50
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原创 计算成像与超构光学
近年来，元光学技术通过克服衍射光学的缺陷，在研究领域引发广泛关注。这类亚波长衍射元件能确保所有衍射光聚焦于零级，而更高阶的衍射光束则是逸散的。
2025-08-05 11:52:17
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原创 Additive Manufacturing：基于光场相机的激光增材制造熔池温度场原位多眼监测
本文通过光场相机的多视角成像技术，结合双波长辐射理论，解决了传统红外设备高温校准困难、视场受限的问题，实现了宽温域、高精度的熔池温度场原位监测。
2025-07-31 08:00:00
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原创 基于压缩剪切干涉的单次光场表征技术研究
高功率激光装置能够提供极端的物理实验条件，而时空耦合效应是限制其聚焦功率密度进一步提高的主要因素之一。针对传统单次时空光场测量技术光谱测量范围窄的问题,本研究展示了一种基于压缩剪切干涉的单次光场表征技术，该技术能够在单镜头内重建时空耦合光场的三维复振幅信息。通过仿真分析，研究了光谱通道数、干涉图案周期与编码图案像元比值大小、测量帧数对波前重构精度的影响。仿真优化结果表明，测量帧数为16、干涉图案周期与编码图案像元比值大小为10、光谱分辨率为2nm时可在200nm光谱带宽测量下100个通道的相位恢复精度达到0
2025-07-22 15:05:22
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原创 计算成像逆问题的特征域求解范式
清华大学与中国科学院团队合作开发了特征域相位恢复方法(FD-PR)，通过利用图像特征域不变性构建损失函数，结合L1范数稀疏编码和即插即用降噪技术，显著提升了计算成像的鲁棒性和重建质量。该方法在傅里叶叠层成像、同轴全息等实验中成功减少了系统误差和噪声影响，相关成果发表于《Advanced Science》并入选封面文章。FD-PR框架具有广泛适用性，其开源代码已在GitHub发布，未来将拓展至更多成像场景。
2025-07-17 08:00:00
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原创 基于光场相机的激光增材制造熔池温度场原位多眼监测
本文通过光场相机的多视角成像技术，结合双波长辐射理论，解决了传统红外设备高温校准困难、视场受限的问题，实现了宽温域、高精度的熔池温度场原位监测。
2025-07-15 10:08:23
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原创 智能混合策略：高维多自由度光场调控新范式
北京理工大学付时尧、高春清研究团队提出了面向高维光子学的智能混合光场调控策略，首次在单一超表面器件上实现了激光光场波矢、相位、模场分布、振幅、OAM和SAM 6个自由度的协同调控，构建了288维超高维光场，通过实验验证了调控效果与精度，开创了光场高维多自由度调控新范式，为量子计算、集成光子学等领域提供了关键技术支撑
2025-07-04 15:52:53
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原创 机器视觉做精密测量时，这5大关键因素直接影响精度
在智能制造领域，照明亮度，相机的像素，计算机的算力与性能同样重要，比如在相机和计算机上的选择上，都要求是工业级的，且对工业相机的帧频分辨率等指标依据需求筛选，而计算机的的性能、算力和环境适应同时也要和检测需求匹配（物体移动速度，灯光亮度，检测软件兼容等），检测精度的提高是最重要的，而这取决于以上谈到的各种因素之间的相互匹配。此外，物体的移动速度同样是重要的因素，如果被测量的物体不是静止的，而是运动状态，那么一定要考虑运动模糊对图像精度的影响（模糊像素=物体运动速度*相机曝光时间），不是软件能够决定。
2025-06-30 14:16:07
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原创 高维光场调控：以时空为刃，锻造结构光波包
人类从铜镜聚光到量子时代实现四维光操控，技术飞跃推动文明进步。科学家突破时空耦合限制，开发时空波包，应用于光镊、通信和超强场物理，虽面临表征、传输和集成挑战，但前景广阔，如6G通信和原子级材料加工。
2025-06-30 13:44:54
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原创 计算成像逆问题的特征域求解范式
FD-PR通过深度融合特征域非凸优化理论与即插即用降噪先验，不仅可以提升计算成像相位恢复的重建质量，还提高了成像质量对系统误差、噪声数据的抗性，可用于包括相位恢复的各类计算成像中
2025-06-27 07:00:00
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原创 通用点扩散函数框架在三维光学信息处理中的应用
加州大学洛杉矶分校（UCLA）萨缪利工程学院的工程师们推出了一种用于点扩散函数（PSF）工程的通用框架。该框架利用衍射光学处理器，能够合成任意、空间变化的三维PSF。
2025-06-25 13:08:00
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原创 微球介导定向光场实现超低阈值上转换红外视觉
本文报道了利用上转换核壳微球诱导红外场会聚、NaYF 4：Yb，Er壳层谐振腔实现多次反射-吸收-上转换和光子晶体放大器，将UCL强度提高三个数量级，并实现了超低阈值（0.0025mW/cm ~ 2）。500 nm上转换核壳微球通过集中光场产生1200倍的强电场，并获得8倍的红外吸收，前向/后向发射比为150。
2025-06-04 16:03:37
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原创 高维光场调控：以时空为刃，锻造结构光波包！
人类对光的掌控从古代铜镜聚光发展到如今的四维量子时代，时空波包作为光场新奇观，其生成、应用前景广阔但也面临诸多挑战，相关研究正在不断推进。
2025-05-26 13:07:46
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原创 通过特征域相位恢复的高保真计算显微成像技术
FD-PR是一种用于相位恢复任务的通用框架，可用于探索潜在的似然函数、特征提取器和约束条件，以解决各种相位恢复问题，包括但不限于计算成像、波前整形和光束设计。
2025-05-23 08:00:00
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原创 付时尧、高春清等Light | 智能混合策略：高维多自由度光场调控新范式
北京理工大学付时尧、高春清研究团队提出了面向高维光子学的智能混合光场调控策略，首次在单一超表面器件上实现了激光光场波矢、相位、模场分布、振幅、OAM和SAM 6个自由度的协同调控，构建了288维超高维光场，通过实验验证了调控效果与精度，开创了光场高维多自由度调控新范式，为量子计算、集成光子学等领域提供了关键技术支撑。
2025-05-15 07:00:00
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原创 用于高速大体积成像的多焦点光场显微镜
作者提出一种多焦点同步采集的球差辅助扫描光场成像方法，利用折射率不匹配引入球差相位调制，搭建无需修改硬件的球面像差辅助扫描光场显微镜(SAsLFM)，通过对不同孔径分量焦点的空间位置进行再分配，实现同步多焦点体数据采集。进一步，开发相空间分块融合重建算法，可以从所搭建的SAsLFM系统采集的高维光场数据中抽离出不同深度的高分辨信息并进行匹配融合，从而还原样本的高分辨三维体信息。
2025-05-02 08:00:00
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原创 光的成像原理与应用范围
当物体位于凸透镜的一倍焦距以内时，成正立、放大的虚像，如放大镜的成像原理。光的成像是通过光与光学元件（如透镜、反射镜）的相互作用，将物体发出的光在特定位置（如屏幕、视网膜）汇聚或发散，形成与原物体对应的像。：物体上的一点发出的光线，通过小孔后，在光屏的对应位置形成一个倒立的实像。：物体在平面镜中所成的像是虚像，像与物的大小相等，像与物到平面镜的距离相等，像与物的连线垂直于平面镜。常见的透镜成像就是典型的几何光学成像，从 “物” 发出的光线经过透镜后发生偏折，在像方形成交点，即形成物的像。
2025-04-30 11:38:37
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原创 北京理工大学：光梳技术突破实现光场超高维调控
研究团队提出了一种基于多尺度融合学习的U型神经网络（MSUNet），用于编码宽谱OAM光梳调控相位计算，实现了宽谱OAM光梳的快速、精准按需调控。
2025-04-22 14:53:36
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原创 【前沿】成像“跨界”测量——扫焦光场成像
本文提出一种扫焦一致性光场成像方法，通过相机成像标定建立焦点扫描空间中精确的物像空间转换关系，实现了空间一致性光场重建。在此基础上，在度量空间中将重建物光场的深度感知转化为深度测量，实现了扫焦光场成像与测量。
2025-04-18 13:46:22
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原创 一种基于对极约束注意力的光场图像超分辨率方法
本研究根据光场特性，设计了注意力的对极约束机制，以提升光场超分辨率恢复的性能，并增强网络的解释性．具体而言，本文方法利用光场成像的几何特性，将注意力的搜索范围限制在一个沙漏形状的空间内，利用场景的空间-角度一致性提升超分辨率的性能．实验表明：通过引入光场成像几何约束，本文网络提升了光场图像超分辨率性能，超越了10种最新的方法．最后设计了具体的消融实验，给出了对极约束范围的形状和参数指导，建立了与光场视差的关联特性。
2025-04-10 08:00:00
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原创 光场调制技术在超快激光加工中的应用
光学超构表面以其在亚波长尺度下精确塑造光场的能力，开辟了设计高分辨率、多功能、超紧凑光学器件的新范式。立足于多维光场的视角，全面回顾了超构表面在推进下一代光学成像与显示系统方面的创新性思路与进展。据报道，南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室的科研团队结合相关智能算法，综述了超构表面在多维成像、全息显示以及这些技术交叉领域的应用，探讨了其在计算成像、超分辨成像、可调谐显示技术，以及与光学微操控和量子技术协同发展方面的潜力。最后，对超构表面技术在成像与显示领域的广泛应用前景及未来研究方向进行了展望。
2025-04-07 13:46:17
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原创 MaskBlur: 用于光场图像超分辨率的空间和角度数据增强(TMM2024)
在角度域中粘贴的区域将包含来自 LR 和 HR 图像的信息，从而增强角度域信息。随后的一项研究提出了 CutMIB，该方法通过切割-混合-粘贴操作隐式地利用了 LF 图像的角（多视图）信息，即计算这些块的平均值，并将混合后的块粘贴到相应的 HR SAI 上，如图 2 (b) 所示。从图 3(a 的空间边缘图中可以直观地观察到，CutBlur 策略在粘贴区域具有完整的边缘，这表明它保持了空间结构的一致性，但它没有增强角度域的信息，即粘贴区域的信息全部来自 LR 域（参见图 3(a) 的角度误差图）。
2025-02-27 08:00:00
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