突破光学像差难题清华大学成功研制元成像芯片

门捷列夫曾经说过:“科学是从测量开始的。”光学成像拓展了人类的认知边界,推动了科学的进步,同时也广泛应用于生活的方方面面。然而受到不可避免的镜面加工误差、系统设计缺陷与环境扰动的限制,实际成像分辨率与信噪比往往显著低于完美成像系统。如何实现无像差的完美光学成像,一直是光学中最重要且悬而未决的难题之一。 记者从清华大学获悉,近日,该校成像与智能技术实验室提出了一种集成化的元成像芯片架构,为解决这一百年难题开辟了一条新路径。区别于构建完美透镜,研究团队另辟蹊径,研制了一种超级传感器,记录成像过程而非图像本身,通过实现对非相干复杂光场的超精细感知与融合,即使经过不完美的光学透镜与复杂的成像环境,依然能够实现完美的三维光学成像。 该成果近日以“集成化成像芯片实现像差矫正的三维摄影”为题以长文形式发表在《自然》期刊上。减小光学像差是百年光学难题 光线经光学系统各表面传输会形成多种像差,使成像产生模糊、变形等缺陷。光学系统设计的......阅读全文

新光学芯片可实现高效“深度学习”

  美国麻省理工学院(MIT)科学家在12日出版的《自然·光学》杂志上发表论文称,他们开发出一种全新的光学神经网络系统,能执行高度复杂的运算,从而大大提高“深度学习”系统的运算速度和效率。  “深度学习”系统通过人工神经网络模拟人脑的学习能力,现已成为计算机领域的研究热门。但由于在模拟神经网络任务中

微型芯片大大提高光学精度

由罗切斯特大学光学助理教授Jaime Cardenas和博士生、第一作者宋美廷共同开发的1毫米乘1毫米的集成光子芯片将使干涉仪——也就是精密光学——更加强大。其潜在应用包括用于测量镜子上微小缺陷或大气中污染物扩散的更灵敏的设备,以及最终的量子应用。图片来源:罗彻斯特大学/ J. Adam Fenst

新光学芯片可实现高效“深度学习”

  美国麻省理工学院(MIT)科学家在12日出版的《自然·光学》杂志上发表论文称,他们开发出一种全新的光学神经网络系统,能执行高度复杂的运算,从而大大提高“深度学习”系统的运算速度和效率。  “深度学习”系统通过人工神经网络模拟人脑的学习能力,现已成为计算机领域的研究热门。但由于在模拟神经网络任务中

哈工大科研团队在高分辨率计算成像领域取得重要突破

  近日,哈尔滨工业大学航天学院、郑州研究院侯晴宇教授团队在计算光学成像领域取得重要突破,相关成果发表在光学领域期刊《光学》(Optica)上。该研究突破了传统光学设计的理论框架,显著降低了高分辨率成像对复杂光学系统的依赖,在手机摄像、医疗内窥镜、车载传感等对体积重量敏感的领域具有广阔的应用前景。 

首款国产太赫兹成像芯片发布

     一枚米粒大小的太赫兹芯片,却能在人体安检仪中发挥出巨大功能。记者23日从中国电子科技集团获悉,由中国电科13所研制的首款国产太赫兹成像芯片在首届数字中国建设峰会上正式发布。以往,安检仪中的核心成像芯片技术一直被国外控制。中国电科13所副所长王强介绍,这款太赫兹芯片,在材料生长、工艺制造、仿

首款国产太赫兹成像芯片发布

 一枚米粒大小的太赫兹芯片,却能在人体安检仪中发挥出巨大功能。记者23日从中国电子科技集团获悉,由中国电科13所研制的首款国产太赫兹成像芯片在首届数字中国建设峰会上正式发布。   这款芯片可以探测出人体自身辐射的微弱太赫兹波,并通过仪器内部算法,对检测到的信号进行分析,即可对人体进行成像,帮助安

首款国产太赫兹成像芯片发布

  一枚米粒大小的太赫兹芯片,却能在人体安检仪中发挥出巨大功能。记者23日从中国电子科技集团获悉,由中国电科13所研制的首款国产太赫兹成像芯片在首届数字中国建设峰会上正式发布。  这款芯片可以探测出人体自身辐射的微弱太赫兹波,并通过仪器内部算法,对检测到的信号进行分析,即可对人体进行成像,帮助安检人

显微摄像中的黑边现象分析

  显微摄像中的边缘模糊现象及俗称的黑边现象,在民用数码相机连接显微镜成像时经常会碰到,边缘模糊的现象根据其模糊的程度可以分为以下三类:    轻度 中度 严重   另外,边缘模糊的对称性也要加以判断。模糊边缘的不对称性是判断光学系统是否正确对中的第一个指标. 大部分情况是数码相机镜头和显微镜的

显微摄像中的黑边现象分析

显微摄像中的边缘模糊现象及俗称的黑边现象,在民用数码相机连接显微镜成像时经常会碰到,边缘模糊的现象根据其模糊的程度可以分为以下三类:                轻重                  中度                 严重另外,边缘模糊的对称性也要加以判断。模糊边缘的不对称性

细胞领域发现“新大陆”!3天2篇CELL

      5月25日、27日,清华大学连续有两篇论文在《细胞》杂志上线。第一篇由脑与认知科学研究院、自动化系戴琼海院士课题组和生命学院俞立课题组合作完成;第二篇则由俞立课题组领衔完成。 两篇论文都跟中国科学家发现的一种新细胞器——迁移体有关。第一篇论文用一种突破性的显微新技术,实现了首次在小鼠

共孔径宽光谱红外双波段消热差光学系统研究获进展

   中国科学院光电技术研究所应用光学研究室廖胜课题组在共孔径宽光谱红外双波段消热差光学系统研究中取得新进展:提出了一种共用光路部分为透镜和反射镜相结合,利用二色分光镜实现分光探测成像,通过巧妙搭配合适的光学材料、机械材料和分配光焦度,可实现两个支路系统在较宽温度内取得良好成像性能的共孔径红外双波段

西安光机所光学成像研究取得进展

  2月18日出版的美国光学学会旗下期刊Optics Express 同时刊登了中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室姚保利研究组的三篇研究论文。  在第一篇题为Large-scale 3D imaging of insects with natural color 的文章

西安光机所光学成像研究取得进展

  2月18日出版的美国光学学会旗下期刊Optics Express 同时刊登了中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室姚保利研究组的三篇研究论文。  在第一篇题为Large-scale 3D imaging of insects with natural color 的文章

光学显微镜成像原理是什么

光学显微镜成像原理是凸透镜成像原理,显微镜有两组镜头,物镜成倒立放大的实像,目镜则将物镜成的像再次成像,只不过成的是放大的虚像,因此经过两次成像后,显微镜下看到的物像是倒立放大的虚像。显微镜下要获得清晰的物像,必需严格按照操作规程进行操作,先降低镜筒,用粗准焦螺旋反方向缓慢上升镜筒的过程中注视目镜,

组织的光学特性及其成像基础(二)

8.组织的吸收特性 组织的吸收是各个分子成分共同作用的结果。当光子的能量与分子的能级间隔匹配时,分子吸收光子。在短波长区(光子能量大),这些跃迁是电子跃迁。紫外区的重要吸收体包括DNA,芳香族氨基酸(色氨酸、酪氨酸),蛋白质,黑色素和卟啉(包括血红蛋白、肌红蛋白维生素B12以及细胞色素c)。 光穿透

动物活体光学成像的应用进展

随着对亚细胞结构和功能、分子生理和病理、细胞间和细胞内信号通路研究的深入,人类对疾病和对生命本质的认识不断被追朔到蛋白质、基因水平。在上个世纪发展起来的CT、MRI、PFT、超声等宏观影像技术已经远不能满足对活体环境内细微生命过程的探询。组织切片和免疫染色能够部分解释一些生物现象,但是需要研究对象与

显微镜光学构件及成像原理

 (一) 折射和折射率   光线在均匀的各向同性介质中,两点之间以直线传播,当通过不同密度介质的透明物体时,则发生折射现象,这是由于光在不同介质的传播速度不同造成的。当与透明物面不垂直的光线由空气射入透明物体(如玻璃)时,光线在其介面改变了方向,并和法线构成折射角。         (二) 透镜的性

活体生物光学成像技术的应用

  作为一项新兴的分子、基因表达的分析检测技术,在体生物光学成像已成功应用于生命科学、生物医学、分子生物学和药物研发等领域,取得了大量研究成果,主要包括: 在体监测肿瘤的生长和转移、基因治疗中的基因表达、机体的生理病理改变过程以及进行药物的筛选和评价等。   1、在体监测肿瘤的生长和转移  

光学随机共振——强大的弱白光成像

  中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室研究员刘红军课题组在光学随机共振弱光图像重构方面取得新进展,于11月4日在美国物理学会(APS)旗下期刊Physical Review Applied 上以White-light image reconstruction via s

组织的光学特性及其成像基础(一)

生物组织的光学特性,影响着光在组织中的传输,也是医学光谱和成像诊断的基础。影响光在生物组织中传播的三个物理过程是反射和折射(reflection and refraction)、 散射(scattering)、吸收(absorption)。这三个过程分别用以下参数来描述:折射率、 散射系数、吸收系数

屋脊双像差的定义

中文名称屋脊双像差英文名称error of double image of roof prism定  义屋脊棱镜的屋脊角误差而形成双像的夹角值。应用学科机械工程(一级学科),光学仪器(二级学科),光学仪器一般名词(三级学科)

屋脊双像差的定义

中文名称屋脊双像差英文名称error of double image of roof prism定  义屋脊棱镜的屋脊角误差而形成双像的夹角值。应用学科机械工程(一级学科),光学仪器(二级学科),光学仪器一般名词(三级学科)

像差的概念和组成

像差 (全称色像差, aberration)是指实际光学系统中,由非近轴光线追迹所得的结果和近轴光线追迹所得的结果不一致,与高斯光学(一级近似理论或近轴光线)的理想状况的偏差。像差主要分为球差、彗差、场曲、像散、畸变、色差以及波像差。

“90后”追光者:挑战光学极限

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/8/507370.shtm 论文被 Science接收了。收到通知的那一刻,郭相东知道自己3年前的那个决定做对了。 当时,他放弃来自互联网头部企业的高薪offer,转而申请中国科学院特别研究助理

中国科学院“90后”挑战光学极限

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/8/507308.shtm 论文被Science接收了。收到通知的那一刻,郭相东知道自己3年前的那个决定做对了。 当时,他放弃来自互联网头部企业的高薪offer,转而申请中国科学院特别研究助理项目,

二元光学的功能和特点

一、高衍射效率二元光学元件是一种纯相位衍射光学元件,为得到高衍射效率,可做成多相位阶数的浮雕结构。一般使用N块模版可得到L(=2N) 个相位阶数,其衍射效率为:η=|sin(π/L)/( π/L)|2。由此计算,当L=2、4、8和16时,分别有V=40.5%、81%、94.9%和98.6%。利用亚波

太阳光栅光谱仪像差自适应光学探测与校正方面取得进展

  光栅光谱仪是研究太阳大气爆发基本物理反应过程的重要工具,可用于确定物理反应过程中的热力学参数,如磁场、温度、压强、元素丰度等。作为太阳望远镜后端的重要仪器之一,它是进行太阳活动科学观测和空间天气预报与预测等科学研究和应用研究的有效手段。然而,基于地基太阳望远镜的光栅光谱仪光谱成像性能受大气湍流引

二元光学的研究目标

(1)发展一种基于微电子制作工艺的光学技术,用以节约资金和劳动力,获取在设计和材料选择上更多的自由度,并开发新的光学功能元件;(2)推动光电系统整体的计算机辅助设计;(3)在美国工业界广泛应用衍射光学技术。

关于球差的概念介绍

在共轴球面系统中 ,轴上点和轴外点有不同的像差,轴上点因处于轴对称位置,具有最简单的像差形式。当轴上物点的物距L确定,并以宽光束孔径成像时,其像方截距随孔径角U(或孔径高度h)的变化而变化,因此轴上物点发出的具有一定孔径的同心光束,经光学系统成像后不复为同心光束。在孔径角很小的近轴区域可以得到物点成

首款太赫兹成像芯片发布-对人体成像无辐射替代进口

  一枚米粒大小的太赫兹芯片,却能在人体安检仪中发挥出巨大功能。记者4月23日从中国电子科技集团获悉,由中国电科13所研制的首款国产太赫兹成像芯片在首届数字中国建设峰会上正式发布。由于人体自身辐射的太赫兹波信号极其微弱,因此要求太赫兹芯片具备超高灵敏度、超低噪声以及超宽频带特性,才能将人体辐射的微弱