Дмитрий В. Дылов и Джейсон В. Флейшер
Природная фотоника, том 4, стр. 323–328 (2010)
От ночного видения и объектов, пораженных солнечным светом, до заклинивших сигналов и тех, которые специально зашифрованы, обнаружение низкоуровневых или скрытых сигналов является фундаментальной проблемой при формировании изображений. Здесь мы разрабатываем и используем новый тип стохастического резонанса, в котором нелинейная связь позволяет сигналам расти за счет шума, чтобы восстановить скрытые от шума изображения, распространяющиеся в самофокусирующейся среде. Скорость роста определяется аналитически, рассматривая взаимодействие сигнал-шум как нестабильность фотонный пучок-плазма и сопоставляя экспериментально измеренные резонансы в силе связи, статистике шума и модальном содержании сигнала. Это первое наблюдение нелинейного обмена интенсивностью между когерентным и пространственно некогерентным светом и первая демонстрация резонанса пространственной когерентности для динамически развивающегося сигнала. Результаты предлагают общий метод восстановления изображений с помощью нестабильной нестабильности и подтверждения пределов информации, предсказанных, но еще не наблюдаемых, в нелинейных системах связи.
+++
Восстановление дискретного изображения с помощью стохастического резонанса в оптически индуцированных расчетах фотонной решетки.
Йо бин Чжан, Хунцзюнь ле, Нань Хуан и Чжао Роуд Ван
Получение изображений через рассеивающие среды, такие как дым, ткани и мутная вода, является одной из фундаментальных проблем в оптике. Случайные столкновения с частицами нарушают светопропускание и разрушают структуру изображения. Базовые сигналы часто подавляются сильно рассеивающим шумом. Традиционные технологии оптической визуализации, такие как пространственная фильтрация, поляризационная дискриминация и стробирование по времени, интуитивно улучшают качество изображения, устраняя вредные шумы. Эти технологии ограничены, потому что некоторые ценные сигналы, сопровождающие шум, неизбежно предотвращаются. Кроме того, невозможно отфильтровать шум без потери энергии.
Полученные изображения в основном ухудшаются из-за хаотического шума при прохождении через рассеивающую среду. В частности, шум не всегда вреден для сигналов. В некоторых нелинейных системах слабые сигналы могут быть усилены с помощью умеренного шума, который описывается как стохастический резонанс (SR) 4. Феномен СР встречается во многих областях, таких как биология, электрология и оптика. Многие работы сосредоточены на одномерных сигналах, а не на двухмерных изображениях. Кроме того, в области нелинейного восстановления изображений SR был впервые разработан и использован Dylov et al. восстановить скрытые от шума изображения, распространяющиеся в фоторефрактивном кристалле. Когерентные сигналы усиливаются за счет некогерентного шума, вызванного нестабильностью модуляции при нелинейности с самофокусировкой. Затем Хан и соавт. применил SR для реконструкции изображений с шумом наносекундных импульсов теоретически и экспериментально, потому что импульсные лазеры широко используются при обнаружении целей. После этого Дылов и соавт. расширено SR для восстановления рассеянных изображений, в то время как восстановленные изображения находятся в низком контрасте.
Тип СИ наблюдался в однородной нелинейной среде, но не сообщался в оптически индуцированных фотонных решетках. Распространение волн в периодических решетках сильно отличается от распространения в однородной среде. Локализация имеет тенденцию быть периодической и лучшей из-за туннелирования в решетках.
Дискретные эффекты самофокусировки появляются и обладают огромным потенциалом для подавления диффузии волн.
...
Однако сильная модуляция интенсивности вызывает генерацию солитонов некогерентного шума вне исходного изображения, что немного ухудшает изображение