1 北京理工大学光电学院北京市混合现实与新型显示工程技术研究中心，北京 100081
2 北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室，北京 100081
3 北京理工大学光电学院信息光子技术工信部重点实验室，北京 100081
4 北京理工大学机械与车辆学院激光微纳制造实验室，北京 100081
超表面的设计与制造极大地推动了在片上紧凑光学系统中实现光场调控的应用。传统光学系统中的光学透镜、空间光调制器以及偏振光学元件虽具备光场调控的功能，但体积庞大、光场调控功能单一等因素限制了其应用。超表面为光场调控提供了新平台，有望解决传统光学元件和系统向微型化、集成化和多功能化发展的瓶颈。主要围绕超表面的多维度全息混合复用、二维/三维光场变换、矢量光场的产生与操控三方面进行介绍。最后，对超表面的未来发展趋势进行了展望。
超表面 多维度光场调控 全息成像 光束整形
1 国家纳米科学中心中国科学院纳米光子材料与器件重点实验室（筹），北京 100190
2 国家纳米科学中心中国科学院纳米卓越中心，北京 100190
3 中国科学院大学材料与光电研究中心，北京 100049
在原子尺度上研究电荷输运超快动力学特性，对于揭示光催化、光合作用等物理化学过程的机制有着重要意义。与高能（>20 keV）电子束相比，低能（<500 eV）电子束在样品表面微弱的局域电场下有较大的散射截面，结合全息成像机制，可以实现亚纳米级的空间分辨能力。因此，若采用具有飞秒时间分辨能力的超快相干电子源，低能电子全息成像有望实现对原子尺度的电荷输运超快动力学过程的表征。首先介绍了超快低能电子全息成像的原理，然后讨论了超快相干电子源的产生机制和性能，在此基础上，阐述了超快低能电子全息成像的研究现状并展望了未来的发展趋势。
全息 电子全息成像 低能电子成像 超快电子源 相干电子源 场发射 电荷输运超快动力学
山东大学信息科学与工程学院, 山东 青岛 266237
单像素成像通过时间变化的结构编码将高维度信息编码到一维探测序列中, 仅通过一个单像素探测器即可实现高维度的成像。得益于单像素成像对探测器极低的分辨率要求, 其在特殊波段成像、极弱光成像、激光雷达探测等领域都有着重要的研究价值。复光场成像相较于传统强度成像在获得光场强度变化的同时还可以获得光场的相位信息, 在无标记显微成像、表面测量、晶体测量等领域发挥着巨大的作用。将单像素成像手段引入复光场成像领域, 将有效降低复光场成像在弱光显微成像与测量等场景下的探测成本。从单像素成像以及复光场探测的基本原理出发, 详细介绍了单像素复光场成像的研究现状及最新进展, 对现有的问题做了具体分析, 并对今后可能的发展方向做了展望。
傅里叶光学 单像素成像 复光场 全息成像 衍射成像 Fourier optics single-pixel imaging complex optical field holography imaging diffractive imaging
光子学报
2022, 51(10): 1017001
传统的亚毫米波成像算法可以对待测目标成像, 但是, 一方面,由于成像系统的低通特性, 损失信号中的高频分量, 造成图片细节部分的缺失; 另一方面, 在信号处理过程中由于波瓣展宽, 各像点发生混叠引起模糊。针对传统算法存在的成像清晰度差和分辨率低等缺点, 提出了一种基于改进凸集投影(POCS)的亚毫米波成像超分辨率算法, 该算法利用双线性插值获得高分辨率初始图像, 并对初始图像进行迭代修正, 引入自适应校正阈值, 利用边缘强度的大小动态调整校正阈值, 从而达到精确高分辨率复原的目的。仿真实验结果表明, 该算法能够较为精确地修正图像的像素, 提高成像图片的分辨率和清晰度。
全息成像 凸集投影 超分辨率 边缘检测 holographic imaging Projections Onto Convex Sets (POCS) super-resolution edge detection
南京理工大学 电子工程与光电技术学院，江苏 南京 210094
针对毫米波系统在二维横断面成像时，空间频率间隔上非均匀性影响成像精确度问题，提出基于截断正弦基数(sinc)函数的插值优化算法。算法取sinc函数为卷积核，对数据进行插值，相较细胞元插值法，得到的散射插值幅值更接近实际值，成像精确度更高。在此基础上，由于sinc插值需要无穷项求和，所需计算的数据量巨大，因此对插值求和项进行截断处理，对不同截断点数所成横断面像作比较，进一步优化成像质量。仿真结果验证了算法的可行性和精确性。
毫米波 全息成像 二维横断面像 sinc插值 millimeter wave holographic imaging two-dimensional cross-sectional image sinc interpolation 太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(6): 1035
1 清华大学工程物理系, 北京100084
2 中国民航科学技术研究院, 北京 100028
3 危爆物品扫描探测技术国家工程实验室, 北京 100084
为了在保证图像质量的前提下进一步加快毫米波全息成像的图像重建速度,提出了基于降维策略的快速反向传播重建 (DR-BP) 算法。基于亚毫米波单站式成像实验(280~320 GHz)以及多发多收正交阵列成像FEKO电磁仿真实验(70~80 GHz)对DR-BP算法进行验证。实验结果表明,DR-BP算法相比仅适用于单站式成像的快速傅里叶变换算法,重建图像边缘干扰少,相比传统的反向传播算法,重建速度大幅提升,本文实验中获得的图像质量相同时,重建速度可提升60倍。
全息成像 毫米波 图像重建 反向传播
上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海市现代光学系统重点实验室，上海 200093
太赫兹(THz)波是频率位于0.1 THz～10 THz的电磁波。因其具有非电离性，以及可与多数生物分子产生共振响应等特性，在生物医学领域有着巨大应用潜力，尤其在肿瘤检测方面。太赫兹成像技术作为生物医学领域一种新的成像技术，吸引国内外多个研究小组对其开展深入研究。本文列举分析了多种太赫兹成像技术在肿瘤检测的应用，其中可分为太赫兹扫描成像、太赫兹层析成像、太赫兹全息成像以及太赫兹近场成像，介绍了这些成像方式的基本原理以及国内外研究现状，最后对太赫兹成像技术在生物领域的未来做出展望。
太赫兹脉冲成像 连续波太赫兹成像 太赫兹层析成像 太赫兹全息成像 太赫兹近场成像 terahertz pulse imaging continuous-wave terahertz imaging terahertz tomography imaging terahertz holography imaging terahertz near-field imaging
