Deep Learning Empowered Sub-Diffraction Terahertz Backpropagation Single-Pixel Imaging

太赫兹辐射 像素 反向传播 衍射 人工智能 材料科学 深度学习 计算机科学 计算机视觉 光电子学 光学 人工神经网络 物理
作者
Yongsheng Zhu,Shaojing Liu,Ximiao Wang,Runli Li,Haili Yang,Jiali Wang,Hongjia Zhu,Yanlin Ke,Ningsheng Xu,Huanjun Chen,Shaozhi Deng
出处
期刊:ACS Photonics [American Chemical Society]
卷期号:12 (10): 5453-5463
标识
DOI:10.1021/acsphotonics.5c01060
摘要

Terahertz single-pixel imaging (THz SPI) has garnered widespread attention for its potential to overcome challenges associated with THz focal plane arrays. However, the inherently long wavelength of THz waves limits imaging resolution, while achieving subwavelength resolution requires harsh experimental conditions and time-consuming processes. Here, we propose a sub-diffraction THz backpropagation SPI technique. We illuminate the object with continuous-wave 0.36-THz radiation (λ0 = 833.3 μm). The transmitted THz wave is modulated by prearranged patterns generated on a 500-μm-thick silicon wafer and subsequently recorded by a far-field single-pixel detector. An untrained neural network constrained with the physical SPI process iteratively reconstructs the THz images with an ultralow sampling ratio of 1.5625%, significantly reducing the long sampling times. To further suppress the THz diffraction-field effects, a backpropagation SPI from near field to far field is implemented by integrating with a THz physical propagation model into the output layer of the network. Notably, using the thick wafer where THz evanescent field cannot be fully recorded, we achieve a spatial resolution of 118 μm (~λ0/7) through backpropagation SPI, thus eliminating the need for ultrathin photomodulators. This approach provides an efficient solution for advancing THz microscopic imaging and addressing other inverse imaging challenges.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
Lucas应助灯没点采纳,获得10
1秒前
淡定的幻枫完成签到,获得积分10
2秒前
无极微光应助芝麻糊采纳,获得20
2秒前
2秒前
共享精神应助李Xinyao_29采纳,获得10
2秒前
脑洞疼应助耍酷的梦桃采纳,获得10
2秒前
Tourist应助深情的荧采纳,获得10
2秒前
小新应助深情的荧采纳,获得10
2秒前
tang应助深情的荧采纳,获得10
2秒前
希望天下0贩的0应助momucy采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
安逸发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
糊涂的万发布了新的文献求助30
5秒前
稼小卿完成签到,获得积分10
5秒前
BarcelonaTong发布了新的文献求助10
6秒前
初眠发布了新的文献求助10
7秒前
lwz完成签到,获得积分10
7秒前
Aucrs发布了新的文献求助30
7秒前
11发布了新的文献求助10
9秒前
冷傲书萱发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
zhuangbaobao发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
11秒前
11秒前
Chemistry完成签到 ,获得积分10
11秒前
希翼发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
工位瘤子发布了新的文献求助10
15秒前
orixero应助谢嘻嘻嘻嘻采纳,获得10
15秒前
正直依风完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
xixixixi发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
hjx发布了新的文献求助10
17秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.).. Frederic G. Reamer 1070
Introduction to Early Childhood Education 1000
2025-2031年中国兽用抗生素行业发展深度调研与未来趋势报告 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 871
Alloy Phase Diagrams 500
A Guide to Genetic Counseling, 3rd Edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5420596
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4535580
关于积分的说明 14150721
捐赠科研通 4452523
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2442306
邀请新用户注册赠送积分活动 1433744
关于科研通互助平台的介绍 1410956