論文の概要: Sub-diffraction terahertz backpropagation compressive imaging

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.07839v1
• Date: Mon, 05 May 2025 09:59:13 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-14 20:57:54.209758
• Title: Sub-diffraction terahertz backpropagation compressive imaging
• Title（参考訳）: Sub-diffraction terahertz backpropagation compressive imaging
• Authors: Yongsheng Zhu, Shaojing Liu, Ximiao Wang, Runli Li, Haili Yang, Jiali Wang, Hongjia Zhu, Yanlin Ke, Ningsheng Xu, Huanjun Chen, Shaozhi Deng,
• Abstract要約: Terahertz Single-Pixel Imaging (TSPI) はその単純さと費用対効果から注目されている。 THz波の比較的長い波長は、サブ回折スケールの撮像分解能を制限する。 本稿では,サブ回折THzバックプロパゲーション圧縮イメージング技術を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.196682203233596
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Terahertz single-pixel imaging (TSPI) has garnered significant attention due to its simplicity and cost-effectiveness. However, the relatively long wavelength of THz waves limits sub-diffraction-scale imaging resolution. Although TSPI technique can achieve sub-wavelength resolution, it requires harsh experimental conditions and time-consuming processes. Here, we propose a sub-diffraction THz backpropagation compressive imaging technique. We illuminate the object with monochromatic continuous-wave THz radiation. The transmitted THz wave is modulated by prearranged patterns generated on the back surface of a 500-{\mu}m-thick silicon wafer, realized through photoexcited carriers using a 532-nm laser. The modulated THz wave is then recorded by a single-element detector. An untrained neural network is employed to iteratively reconstruct the object image with an ultralow compression ratio of 1.5625% under a physical model constraint, thus reducing the long sampling times. To further suppress the diffraction-field effects, embedded with the angular spectrum propagation (ASP) theory to model the diffraction of THz waves during propagation, the network retrieves near-field information from the object, enabling sub-diffraction imaging with a spatial resolution of ~{\lambda}0/7 ({\lambda}0 = 833.3 {\mu}m at 0.36 THz) and eliminating the need for ultrathin photomodulators. This approach provides an efficient solution for advancing THz microscopic imaging and addressing other inverse imaging challenges.
• Abstract（参考訳）: Terahertz Single-Pixel Imaging (TSPI) はその単純さと費用対効果から注目されている。 しかし、THz波の比較的長い波長は、サブ回折スケールの撮像分解能を制限する。 TSPI技術はサブ波長分解能を実現することができるが、厳しい実験条件と時間を要する。 本稿では,サブ回折THzバックプロパゲーション圧縮イメージング技術を提案する。 我々は、単色連続波THz放射で物体を照らす。 送信されたTHz波は、500-{\mu}m-厚シリコンウエハの裏面に生じる予め配列されたパターンによって変調され、532nmレーザーを用いた光励起キャリアによって実現される。 その後、変調されたTHz波は単素子検出器によって記録される。 トレーニングされていないニューラルネットワークを用いて、物理モデル制約下での超低圧縮比1.5625%でオブジェクトイメージを反復的に再構成し、長いサンプリング時間を短縮する。 さらに、伝搬中の THz 波の回折をモデル化するための角スペクトル伝搬 (ASP) 理論に埋め込まれた回折場効果を抑えるために、ネットワークはオブジェクトから近接場情報を抽出し、空間分解能 ~{\lambda}0/7 ({\lambda}0 = 833.3 {\mu}m at 0.36 THz) のサブ回折イメージングを可能にし、超薄膜光変調器の必要性を排除した。 このアプローチは、THz顕微鏡画像の進行と、他の逆イメージング課題への対処に効率的なソリューションを提供する。

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