Abstract

We report on a noniterative method for coherent diffractive imaging based on a specially designed multipinhole (MP) plate. We demonstrated that the complex amplitude of the wavefront penetrating through an MP plate inserted between the specimen and the detector plane can be directly extracted from the Fourier transform of a single far-field diffraction intensity pattern without need of any iterative algorithm. A form of scanning diffractive imaging based on a rotatable MP plate is also demonstrated, which provides a feasible approach for lensless diffractive imaging of complex-valued objects.

© 2009 Optical Society of America

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. J. Miao, P. Charalambous, J. Kirz, and D. Sayre, Nature 400, 342 (1999).
    [CrossRef]
  2. J. Miao, T. Ishikawa, B. Johnson, E. H. Anderson, B. Lai, and K. O. Hodgson, Phys. Rev. Lett. 89, 088303 (2002).
    [CrossRef]
  3. J. Miao, T. Ohsuna, O. Terasaki, K. O. Hodgson, and M. A. O. Keefe, Phys. Rev. Lett. 89, 155502 (2002).
    [CrossRef]
  4. G. J. Williams, M. A. Pfeifer, I. A. Vartanyants, and I. K. Robinson, Phys. Rev. Lett. 90, 175501 (2003).
    [CrossRef]
  5. J. M. Zuo, I. Vartanyants, M. Gao, R. Zhang, and L. A. Nagahara, Science 300, 1419 (2003).
    [CrossRef]
  6. S. Eisebitt, J. Luning, W. F. Schlotter, M. Lorgen, O. Hellwig, W. Eberhardt, and J. Stohr, Nature 432, 885 (2004).
    [CrossRef]
  7. D. Shapiro, P. Thibault, T. Beetz, V. Elser, M. Howells, C. Jacobsen, J. Kirz, E. Lima, H. Miao, A. M. Neiman, and D. Sayre, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102, 15343 (2005).
    [CrossRef]
  8. R. W. Gerchberg and W. O. Saxton, Optik (Jena) 35, 237 (1972).
  9. J. R. Fienup, Appl. Opt. 21, 2758 (1982).
    [CrossRef]
  10. V. Elser, J. Opt. Soc. Am. A 20, 40 (2003).
    [CrossRef]
  11. J. Miao, D. Sayre, and H. N. Chapman, J. Opt. Soc. Am. A 15, 1662 (1998).
    [CrossRef]
  12. J. M. Rodenburg, A. C. Hurst, A. G. Cullis, B. R. Dobson, F. Pfeiffer, O. Bunk, C. David, K. Jefimovs, and I. Johnson, Phys. Rev. Lett. 98, 034801 (2007).
    [CrossRef]
  13. P. Thibault, M. Dierolf, A. Menzel, O. Bunk, C. David, and F. Pfeiffer, Science 321, 379 (2008).
    [CrossRef]
  14. I. Johnson, K. Jefimovs, O. Bunk, C. David, M. Dierolf, J. Gray, D. Renker, and F. Pfeiffer, Phys. Rev. Lett. 100, 155503 (2008).
    [CrossRef]

2008

P. Thibault, M. Dierolf, A. Menzel, O. Bunk, C. David, and F. Pfeiffer, Science 321, 379 (2008).
[CrossRef]

I. Johnson, K. Jefimovs, O. Bunk, C. David, M. Dierolf, J. Gray, D. Renker, and F. Pfeiffer, Phys. Rev. Lett. 100, 155503 (2008).
[CrossRef]

2007

J. M. Rodenburg, A. C. Hurst, A. G. Cullis, B. R. Dobson, F. Pfeiffer, O. Bunk, C. David, K. Jefimovs, and I. Johnson, Phys. Rev. Lett. 98, 034801 (2007).
[CrossRef]

2005

D. Shapiro, P. Thibault, T. Beetz, V. Elser, M. Howells, C. Jacobsen, J. Kirz, E. Lima, H. Miao, A. M. Neiman, and D. Sayre, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102, 15343 (2005).
[CrossRef]

2004

S. Eisebitt, J. Luning, W. F. Schlotter, M. Lorgen, O. Hellwig, W. Eberhardt, and J. Stohr, Nature 432, 885 (2004).
[CrossRef]

2003

G. J. Williams, M. A. Pfeifer, I. A. Vartanyants, and I. K. Robinson, Phys. Rev. Lett. 90, 175501 (2003).
[CrossRef]

J. M. Zuo, I. Vartanyants, M. Gao, R. Zhang, and L. A. Nagahara, Science 300, 1419 (2003).
[CrossRef]

V. Elser, J. Opt. Soc. Am. A 20, 40 (2003).
[CrossRef]

2002

J. Miao, T. Ishikawa, B. Johnson, E. H. Anderson, B. Lai, and K. O. Hodgson, Phys. Rev. Lett. 89, 088303 (2002).
[CrossRef]

J. Miao, T. Ohsuna, O. Terasaki, K. O. Hodgson, and M. A. O. Keefe, Phys. Rev. Lett. 89, 155502 (2002).
[CrossRef]

1999

J. Miao, P. Charalambous, J. Kirz, and D. Sayre, Nature 400, 342 (1999).
[CrossRef]

1998

1982

1972

R. W. Gerchberg and W. O. Saxton, Optik (Jena) 35, 237 (1972).

Anderson, E. H.

J. Miao, T. Ishikawa, B. Johnson, E. H. Anderson, B. Lai, and K. O. Hodgson, Phys. Rev. Lett. 89, 088303 (2002).
[CrossRef]

Beetz, T.

D. Shapiro, P. Thibault, T. Beetz, V. Elser, M. Howells, C. Jacobsen, J. Kirz, E. Lima, H. Miao, A. M. Neiman, and D. Sayre, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102, 15343 (2005).
[CrossRef]

Bunk, O.

P. Thibault, M. Dierolf, A. Menzel, O. Bunk, C. David, and F. Pfeiffer, Science 321, 379 (2008).
[CrossRef]

I. Johnson, K. Jefimovs, O. Bunk, C. David, M. Dierolf, J. Gray, D. Renker, and F. Pfeiffer, Phys. Rev. Lett. 100, 155503 (2008).
[CrossRef]

J. M. Rodenburg, A. C. Hurst, A. G. Cullis, B. R. Dobson, F. Pfeiffer, O. Bunk, C. David, K. Jefimovs, and I. Johnson, Phys. Rev. Lett. 98, 034801 (2007).
[CrossRef]

Chapman, H. N.

Charalambous, P.

J. Miao, P. Charalambous, J. Kirz, and D. Sayre, Nature 400, 342 (1999).
[CrossRef]

Cullis, A. G.

J. M. Rodenburg, A. C. Hurst, A. G. Cullis, B. R. Dobson, F. Pfeiffer, O. Bunk, C. David, K. Jefimovs, and I. Johnson, Phys. Rev. Lett. 98, 034801 (2007).
[CrossRef]

David, C.

I. Johnson, K. Jefimovs, O. Bunk, C. David, M. Dierolf, J. Gray, D. Renker, and F. Pfeiffer, Phys. Rev. Lett. 100, 155503 (2008).
[CrossRef]

P. Thibault, M. Dierolf, A. Menzel, O. Bunk, C. David, and F. Pfeiffer, Science 321, 379 (2008).
[CrossRef]

J. M. Rodenburg, A. C. Hurst, A. G. Cullis, B. R. Dobson, F. Pfeiffer, O. Bunk, C. David, K. Jefimovs, and I. Johnson, Phys. Rev. Lett. 98, 034801 (2007).
[CrossRef]

Dierolf, M.

P. Thibault, M. Dierolf, A. Menzel, O. Bunk, C. David, and F. Pfeiffer, Science 321, 379 (2008).
[CrossRef]

I. Johnson, K. Jefimovs, O. Bunk, C. David, M. Dierolf, J. Gray, D. Renker, and F. Pfeiffer, Phys. Rev. Lett. 100, 155503 (2008).
[CrossRef]

Dobson, B. R.

J. M. Rodenburg, A. C. Hurst, A. G. Cullis, B. R. Dobson, F. Pfeiffer, O. Bunk, C. David, K. Jefimovs, and I. Johnson, Phys. Rev. Lett. 98, 034801 (2007).
[CrossRef]

Eberhardt, W.

S. Eisebitt, J. Luning, W. F. Schlotter, M. Lorgen, O. Hellwig, W. Eberhardt, and J. Stohr, Nature 432, 885 (2004).
[CrossRef]

Eisebitt, S.

S. Eisebitt, J. Luning, W. F. Schlotter, M. Lorgen, O. Hellwig, W. Eberhardt, and J. Stohr, Nature 432, 885 (2004).
[CrossRef]

Elser, V.

D. Shapiro, P. Thibault, T. Beetz, V. Elser, M. Howells, C. Jacobsen, J. Kirz, E. Lima, H. Miao, A. M. Neiman, and D. Sayre, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102, 15343 (2005).
[CrossRef]

V. Elser, J. Opt. Soc. Am. A 20, 40 (2003).
[CrossRef]

Fienup, J. R.

Gao, M.

J. M. Zuo, I. Vartanyants, M. Gao, R. Zhang, and L. A. Nagahara, Science 300, 1419 (2003).
[CrossRef]

Gerchberg, R. W.

R. W. Gerchberg and W. O. Saxton, Optik (Jena) 35, 237 (1972).

Gray, J.

I. Johnson, K. Jefimovs, O. Bunk, C. David, M. Dierolf, J. Gray, D. Renker, and F. Pfeiffer, Phys. Rev. Lett. 100, 155503 (2008).
[CrossRef]

Hellwig, O.

S. Eisebitt, J. Luning, W. F. Schlotter, M. Lorgen, O. Hellwig, W. Eberhardt, and J. Stohr, Nature 432, 885 (2004).
[CrossRef]

Hodgson, K. O.

J. Miao, T. Ishikawa, B. Johnson, E. H. Anderson, B. Lai, and K. O. Hodgson, Phys. Rev. Lett. 89, 088303 (2002).
[CrossRef]

J. Miao, T. Ohsuna, O. Terasaki, K. O. Hodgson, and M. A. O. Keefe, Phys. Rev. Lett. 89, 155502 (2002).
[CrossRef]

Howells, M.

D. Shapiro, P. Thibault, T. Beetz, V. Elser, M. Howells, C. Jacobsen, J. Kirz, E. Lima, H. Miao, A. M. Neiman, and D. Sayre, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102, 15343 (2005).
[CrossRef]

Hurst, A. C.

J. M. Rodenburg, A. C. Hurst, A. G. Cullis, B. R. Dobson, F. Pfeiffer, O. Bunk, C. David, K. Jefimovs, and I. Johnson, Phys. Rev. Lett. 98, 034801 (2007).
[CrossRef]

Ishikawa, T.

J. Miao, T. Ishikawa, B. Johnson, E. H. Anderson, B. Lai, and K. O. Hodgson, Phys. Rev. Lett. 89, 088303 (2002).
[CrossRef]

Jacobsen, C.

D. Shapiro, P. Thibault, T. Beetz, V. Elser, M. Howells, C. Jacobsen, J. Kirz, E. Lima, H. Miao, A. M. Neiman, and D. Sayre, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102, 15343 (2005).
[CrossRef]

Jefimovs, K.

I. Johnson, K. Jefimovs, O. Bunk, C. David, M. Dierolf, J. Gray, D. Renker, and F. Pfeiffer, Phys. Rev. Lett. 100, 155503 (2008).
[CrossRef]

J. M. Rodenburg, A. C. Hurst, A. G. Cullis, B. R. Dobson, F. Pfeiffer, O. Bunk, C. David, K. Jefimovs, and I. Johnson, Phys. Rev. Lett. 98, 034801 (2007).
[CrossRef]

Johnson, B.

J. Miao, T. Ishikawa, B. Johnson, E. H. Anderson, B. Lai, and K. O. Hodgson, Phys. Rev. Lett. 89, 088303 (2002).
[CrossRef]

Johnson, I.

I. Johnson, K. Jefimovs, O. Bunk, C. David, M. Dierolf, J. Gray, D. Renker, and F. Pfeiffer, Phys. Rev. Lett. 100, 155503 (2008).
[CrossRef]

J. M. Rodenburg, A. C. Hurst, A. G. Cullis, B. R. Dobson, F. Pfeiffer, O. Bunk, C. David, K. Jefimovs, and I. Johnson, Phys. Rev. Lett. 98, 034801 (2007).
[CrossRef]

Keefe, M. A. O.

J. Miao, T. Ohsuna, O. Terasaki, K. O. Hodgson, and M. A. O. Keefe, Phys. Rev. Lett. 89, 155502 (2002).
[CrossRef]

Kirz, J.

D. Shapiro, P. Thibault, T. Beetz, V. Elser, M. Howells, C. Jacobsen, J. Kirz, E. Lima, H. Miao, A. M. Neiman, and D. Sayre, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102, 15343 (2005).
[CrossRef]

J. Miao, P. Charalambous, J. Kirz, and D. Sayre, Nature 400, 342 (1999).
[CrossRef]

Lai, B.

J. Miao, T. Ishikawa, B. Johnson, E. H. Anderson, B. Lai, and K. O. Hodgson, Phys. Rev. Lett. 89, 088303 (2002).
[CrossRef]

Lima, E.

D. Shapiro, P. Thibault, T. Beetz, V. Elser, M. Howells, C. Jacobsen, J. Kirz, E. Lima, H. Miao, A. M. Neiman, and D. Sayre, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102, 15343 (2005).
[CrossRef]

Lorgen, M.

S. Eisebitt, J. Luning, W. F. Schlotter, M. Lorgen, O. Hellwig, W. Eberhardt, and J. Stohr, Nature 432, 885 (2004).
[CrossRef]

Luning, J.

S. Eisebitt, J. Luning, W. F. Schlotter, M. Lorgen, O. Hellwig, W. Eberhardt, and J. Stohr, Nature 432, 885 (2004).
[CrossRef]

Menzel, A.

P. Thibault, M. Dierolf, A. Menzel, O. Bunk, C. David, and F. Pfeiffer, Science 321, 379 (2008).
[CrossRef]

Miao, H.

D. Shapiro, P. Thibault, T. Beetz, V. Elser, M. Howells, C. Jacobsen, J. Kirz, E. Lima, H. Miao, A. M. Neiman, and D. Sayre, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102, 15343 (2005).
[CrossRef]

Miao, J.

J. Miao, T. Ohsuna, O. Terasaki, K. O. Hodgson, and M. A. O. Keefe, Phys. Rev. Lett. 89, 155502 (2002).
[CrossRef]

J. Miao, T. Ishikawa, B. Johnson, E. H. Anderson, B. Lai, and K. O. Hodgson, Phys. Rev. Lett. 89, 088303 (2002).
[CrossRef]

J. Miao, P. Charalambous, J. Kirz, and D. Sayre, Nature 400, 342 (1999).
[CrossRef]

J. Miao, D. Sayre, and H. N. Chapman, J. Opt. Soc. Am. A 15, 1662 (1998).
[CrossRef]

Nagahara, L. A.

J. M. Zuo, I. Vartanyants, M. Gao, R. Zhang, and L. A. Nagahara, Science 300, 1419 (2003).
[CrossRef]

Neiman, A. M.

D. Shapiro, P. Thibault, T. Beetz, V. Elser, M. Howells, C. Jacobsen, J. Kirz, E. Lima, H. Miao, A. M. Neiman, and D. Sayre, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102, 15343 (2005).
[CrossRef]

Ohsuna, T.

J. Miao, T. Ohsuna, O. Terasaki, K. O. Hodgson, and M. A. O. Keefe, Phys. Rev. Lett. 89, 155502 (2002).
[CrossRef]

Pfeifer, M. A.

G. J. Williams, M. A. Pfeifer, I. A. Vartanyants, and I. K. Robinson, Phys. Rev. Lett. 90, 175501 (2003).
[CrossRef]

Pfeiffer, F.

P. Thibault, M. Dierolf, A. Menzel, O. Bunk, C. David, and F. Pfeiffer, Science 321, 379 (2008).
[CrossRef]

I. Johnson, K. Jefimovs, O. Bunk, C. David, M. Dierolf, J. Gray, D. Renker, and F. Pfeiffer, Phys. Rev. Lett. 100, 155503 (2008).
[CrossRef]

J. M. Rodenburg, A. C. Hurst, A. G. Cullis, B. R. Dobson, F. Pfeiffer, O. Bunk, C. David, K. Jefimovs, and I. Johnson, Phys. Rev. Lett. 98, 034801 (2007).
[CrossRef]

Renker, D.

I. Johnson, K. Jefimovs, O. Bunk, C. David, M. Dierolf, J. Gray, D. Renker, and F. Pfeiffer, Phys. Rev. Lett. 100, 155503 (2008).
[CrossRef]

Robinson, I. K.

G. J. Williams, M. A. Pfeifer, I. A. Vartanyants, and I. K. Robinson, Phys. Rev. Lett. 90, 175501 (2003).
[CrossRef]

Rodenburg, J. M.

J. M. Rodenburg, A. C. Hurst, A. G. Cullis, B. R. Dobson, F. Pfeiffer, O. Bunk, C. David, K. Jefimovs, and I. Johnson, Phys. Rev. Lett. 98, 034801 (2007).
[CrossRef]

Saxton, W. O.

R. W. Gerchberg and W. O. Saxton, Optik (Jena) 35, 237 (1972).

Sayre, D.

D. Shapiro, P. Thibault, T. Beetz, V. Elser, M. Howells, C. Jacobsen, J. Kirz, E. Lima, H. Miao, A. M. Neiman, and D. Sayre, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102, 15343 (2005).
[CrossRef]

J. Miao, P. Charalambous, J. Kirz, and D. Sayre, Nature 400, 342 (1999).
[CrossRef]

J. Miao, D. Sayre, and H. N. Chapman, J. Opt. Soc. Am. A 15, 1662 (1998).
[CrossRef]

Schlotter, W. F.

S. Eisebitt, J. Luning, W. F. Schlotter, M. Lorgen, O. Hellwig, W. Eberhardt, and J. Stohr, Nature 432, 885 (2004).
[CrossRef]

Shapiro, D.

D. Shapiro, P. Thibault, T. Beetz, V. Elser, M. Howells, C. Jacobsen, J. Kirz, E. Lima, H. Miao, A. M. Neiman, and D. Sayre, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102, 15343 (2005).
[CrossRef]

Stohr, J.

S. Eisebitt, J. Luning, W. F. Schlotter, M. Lorgen, O. Hellwig, W. Eberhardt, and J. Stohr, Nature 432, 885 (2004).
[CrossRef]

Terasaki, O.

J. Miao, T. Ohsuna, O. Terasaki, K. O. Hodgson, and M. A. O. Keefe, Phys. Rev. Lett. 89, 155502 (2002).
[CrossRef]

Thibault, P.

P. Thibault, M. Dierolf, A. Menzel, O. Bunk, C. David, and F. Pfeiffer, Science 321, 379 (2008).
[CrossRef]

D. Shapiro, P. Thibault, T. Beetz, V. Elser, M. Howells, C. Jacobsen, J. Kirz, E. Lima, H. Miao, A. M. Neiman, and D. Sayre, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102, 15343 (2005).
[CrossRef]

Vartanyants, I.

J. M. Zuo, I. Vartanyants, M. Gao, R. Zhang, and L. A. Nagahara, Science 300, 1419 (2003).
[CrossRef]

Vartanyants, I. A.

G. J. Williams, M. A. Pfeifer, I. A. Vartanyants, and I. K. Robinson, Phys. Rev. Lett. 90, 175501 (2003).
[CrossRef]

Williams, G. J.

G. J. Williams, M. A. Pfeifer, I. A. Vartanyants, and I. K. Robinson, Phys. Rev. Lett. 90, 175501 (2003).
[CrossRef]

Zhang, R.

J. M. Zuo, I. Vartanyants, M. Gao, R. Zhang, and L. A. Nagahara, Science 300, 1419 (2003).
[CrossRef]

Zuo, J. M.

J. M. Zuo, I. Vartanyants, M. Gao, R. Zhang, and L. A. Nagahara, Science 300, 1419 (2003).
[CrossRef]

Appl. Opt.

J. Opt. Soc. Am. A

Nature

J. Miao, P. Charalambous, J. Kirz, and D. Sayre, Nature 400, 342 (1999).
[CrossRef]

S. Eisebitt, J. Luning, W. F. Schlotter, M. Lorgen, O. Hellwig, W. Eberhardt, and J. Stohr, Nature 432, 885 (2004).
[CrossRef]

Optik (Jena)

R. W. Gerchberg and W. O. Saxton, Optik (Jena) 35, 237 (1972).

Phys. Rev. Lett.

J. M. Rodenburg, A. C. Hurst, A. G. Cullis, B. R. Dobson, F. Pfeiffer, O. Bunk, C. David, K. Jefimovs, and I. Johnson, Phys. Rev. Lett. 98, 034801 (2007).
[CrossRef]

J. Miao, T. Ishikawa, B. Johnson, E. H. Anderson, B. Lai, and K. O. Hodgson, Phys. Rev. Lett. 89, 088303 (2002).
[CrossRef]

J. Miao, T. Ohsuna, O. Terasaki, K. O. Hodgson, and M. A. O. Keefe, Phys. Rev. Lett. 89, 155502 (2002).
[CrossRef]

G. J. Williams, M. A. Pfeifer, I. A. Vartanyants, and I. K. Robinson, Phys. Rev. Lett. 90, 175501 (2003).
[CrossRef]

I. Johnson, K. Jefimovs, O. Bunk, C. David, M. Dierolf, J. Gray, D. Renker, and F. Pfeiffer, Phys. Rev. Lett. 100, 155503 (2008).
[CrossRef]

Proc. Natl. Acad. Sci. USA

D. Shapiro, P. Thibault, T. Beetz, V. Elser, M. Howells, C. Jacobsen, J. Kirz, E. Lima, H. Miao, A. M. Neiman, and D. Sayre, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102, 15343 (2005).
[CrossRef]

Science

P. Thibault, M. Dierolf, A. Menzel, O. Bunk, C. David, and F. Pfeiffer, Science 321, 379 (2008).
[CrossRef]

J. M. Zuo, I. Vartanyants, M. Gao, R. Zhang, and L. A. Nagahara, Science 300, 1419 (2003).
[CrossRef]

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Metrics