基于微球调制光场的超分辨成像及荧光增强

微球可实现光场的调制，能够将入射光束聚焦于微球背面一个极窄区域，使得出射光束半峰全宽小于光学衍射极限，且聚焦强度远远高于入射光场强度。此外，微球具有高数值孔径特性，能够提高探测信号的收集效率。基于所述优势，微球为实现光学超分辨成像以及荧光增强提供了新思路和实现途径。相比传统技术，基于光学微球的超分辨成像及荧光增强技术更简便、更直接且易于实现，其成像及增强效果均可媲美传统超分辨技术与荧光增强技术，在生物成像及医学检测方面，具有重要的研究价值和应用前景。近年来，关于微球调制光场实现荧光增强的研究取得了较大发展，但与之相关的综述论文仍较少。系统总结阐述微球增强荧光发光以及微球调制光场技术，对于该领域的未来研究发展极为重要。首先介绍基于微球的光学超分辨成像，包括明场超分辨成像和荧光超分辨成像；然后阐述基于微球的荧光增强研究，包括现象研究、机制探索以及影响因素讨论等；最后，总结微球超分辨成像及荧光增强进展和技术应用，分析并展望该技术领域的未来发展挑战和趋势。     

液晶的多维度光场调控技术研究进展

液晶作为一种介于液态与结晶态之间的功能性软材料，可以同时表现出液体流动性和晶体的各向异性，被广泛应用于图像显示、集成光电子学、光通信等领域。近年来，由于液晶理论研究的深入及其加工技术的发展，液晶在几何相位、动态可调谐等光场调控方面的优势推动了光学器件的平面化、集成化、智能化和小型化。综述了液晶在光场调控方面的最新应用进展，具体讨论了其对光波振幅、相位、偏振等多维度参数的调控特性，进而探讨了液晶在多功能光学器件和光学加密系统中的应用。     

基于OAM光束的球形颗粒的手性信号增强机理

为了分析球形颗粒的手性信号增强机理，基于T矩阵法对手性球形颗粒的Mie散射特性进行了研究，分析了基于入射光束轨道角动量（OAM）的调控和颗粒特性参数调控的手性信号增强机理。对紧聚焦线偏振光的波前进行调控，通过调控光束携带OAM的符号实现OAM二色性的测量，并研究OAM阶数与手性信号强度之间的关系。当光束携带OAM的阶数与小球的尺寸相匹配时得到较圆偏振光散射圆二色性信号22.8倍的提升。同时分析了小球特性参数（颗粒尺寸、手性参数）对OAM二色性信号的影响。     

结合深度线索和几何结构的稀疏光场密集重建

光场一次成像可以同时获得空间和角度的四维信息。现有方法进行角度超分辨率重建时多用于小基线场景的光场图像,在处理大基线场景重建时存在模糊等现象,同时在光场重建过程中遮挡区域重建效果差、长距离的空间关系难以捕获。针对上述问题,提出一种结合深度线索和几何结构的稀疏光场密集重建方法。该方法采用空间金字塔池化提取多尺度特征,更好地保留了图像的纹理细节和高频信息;通过在深度估计模块的部分引入空洞卷积并进行密集连接,扩大了感受野,提高了大基线场景深度估计的精度;利用视图细化模块对图像进行优化处理,在保留视差结构的同时重建了遮挡区域。实验结果表明,本文方法较好地解决了大基线场景光场重建问题,在光场大基线场景数据集上超越了其他算法,PSNR提高了2 dB,SSIM提高了0.018,重建图像的质量均优于现有的算法。     

片上光学近场的远场辐射调控

表面波作为一种信息或能量传递载体，在片上光学器件及系统中具有重要应用，然而实现近场表面波到远场传输波的高效自由调控是片上光子学领域中的基础难题。本文从表面波的远场辐射原理出发，介绍了人们利用超表面对表面波辐射场的相位、振幅、偏振态等多种参量的调控能力，以及表面波的定向辐射、远场聚焦、特殊光束激发、全息成像等复杂波前调控效应，最后对表面波远场辐射调控的主要挑战和未来发展做了总结。     

融合3D对极平面图像的光场角度超分辨重建

针对光场成像中因硬件限制而造成的光场图像角度分辨率低的问题，提出一种融合3D对极平面图像的光场角度超分辨重建方法。该方法首先将输入图像按不同的视差方向排列分别进行特征提取，以充分利用输入图像的视差信息，提高深度估计的准确性。利用深度图将输入图像映射到新视角位置，生成初始合成光场。为了使重建光场图像能够保持更好的细节信息及几何一致性，先通过水平3D对极平面图像融合重建分支和垂直3D对极平面图像融合重建分支，分别对初始合成光场进行水平融合重建和垂直融合重建，再将两个结果进行混合重建，生成最终的高角度分辨率光场图像。实验结果表明：相比于现有方法，本文方法在合成光场数据集和真实光场数据集上的重建效果均得到了提高，峰值信噪比的提升幅度最高达1.99%，有效地提高了重建光场的质量。     

基于超构表面的三维成像技术

三维成像技术具有强大的精细化空间数据描述能力，在消费电子、自动驾驶、机器视觉和虚拟现实等领域已成为最关键的传感技术之一。现有的三维成像技术受到传统折射元件和衍射元件的物理机制限制，难以满足设备小型化、集成化、多功能、大视场、大数值孔径、高分辨等性能要求。超构表面作为由亚波长纳米天线阵列构成的智能表面，能够实现对光场的振幅、相位、偏振等参量的人为调控，具有体积小、高空间带宽积、高效率、多功能、大视场等优势，有望成为新一代光学元件服务于三维成像技术。本文综述了基于超构表面的三维成像技术进展，在超构表面的物理机制和应用优势的分析基础上，详细介绍了超构表面在三维成像技术例如结构光技术、飞行时间法、光场成像和点扩散函数工程中的应用和表现，总结和展望了基于超构表面的三维成像技术面临的挑战和未来发展方向。     

∧型量子拍频三能级系统的腔场谱

研究了高Q腔内∧型三能级原子与单模光场量子拍频相互作用过程。利用求解本征方程的方法导出了腔场谱的计算公式并进行了数值计算。结果表明．在原子的两个低能态能量简并时，真空态腔场谱为双峰结构，但在两低能级稍有分裂时即呈现6峰或4峰。当原子处于两低能态的相干叠加态时，原子初态分布几率和位相对腔场谱结构有明显的影响。     

线性阵列逆向调制器反射光强测试实验研究

为了分析逆向调制器的反射光场和反射光强的变化规律,利用532 nm激光照射逆向调制器阵列,测试得到了离焦量、入射角变化时的逆向调制器的反射光场和反射光强,得到了阵列调制器反射光强与单个逆向调制器反射光强关系.测试结果表明,一定范围的正离焦使反射光束发散角变小,反射光能量聚焦度好,负离焦相反.入射角使反射光场发生畸变,反...     

便携式三维显示的发展与展望

移动电子设备在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色，具有轻薄特性的便携式三维显示也因此受到了广泛关注。针对移动信息终端的应用需求，重点介绍指向背光显示、压缩光场显示、集成成像显示、指向光场显示这4种便携式三维显示技术的研究进展，并针对便携式设备的应用场景，就如何有效利用显示带宽展开了分析，最后对便携式三维显示未来的发展进行展望。