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基于SLM的計(jì)算散射成像(鬼成像)系統(tǒng) 概述[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]光學(xué)成像在理論研究和日常生活中都發(fā)揮了重要的作用。傳統(tǒng)的光學(xué)成像方式是對光場強(qiáng)度分布測量，是通過光場的一階關(guān)聯(lián)信息（強(qiáng)度與位相）來獲得物體的信息，如顯微鏡、照相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡等。散射成像又稱“單像素成像”或“鬼成像”，是近十幾年逐步發(fā)展起來的一種新型成像技術(shù)；與傳統(tǒng)的成像技術(shù)相比，散射成像是對散斑光場和物光場強(qiáng)度的關(guān)聯(lián)測量，屬于光場的二階關(guān)聯(lián)（一種強(qiáng)度波動的統(tǒng)計(jì)相關(guān)）。 [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]散射成像是將經(jīng)過目標(biāo)物體的信號光強(qiáng)（桶探測器測探的物光光強(qiáng)值）與未經(jīng)過物體的參考光場（CCD探測的贗熱光場或計(jì)算的散斑分布光場）通過建立二階關(guān)聯(lián)算法模型、進(jìn)行關(guān)聯(lián)計(jì)算，從而重構(gòu)出物體的像。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了探測和成像的分離，是一種非定域的成像方式,即離物成像，故也被稱為鬼成像。 [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]目前，散射成像以其非定域性、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)得到研究人員的廣泛關(guān)注，在三維成像、遙感成像、生物醫(yī)療、國防軍事等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。 散射成像原理[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]在傳統(tǒng)的散射成像裝置中，激光通過旋轉(zhuǎn)毛玻璃片得到贗熱光場，兩束關(guān)聯(lián)光通過兩條不同的光路進(jìn)行傳播，其中一束光照射在目標(biāo)物體上，由一個沒有空間分辨率的桶探測器接收并探測，被稱為信號光束；另一條未經(jīng)過物體的光經(jīng)自由傳播后由CCD探測光強(qiáng)分布，被稱為參考光束；通過對CCD探測的光強(qiáng)分布信息與桶探測器探測的總光強(qiáng)信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)計(jì)算，便可重建得到目標(biāo)物體的像。 [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]基于空間光調(diào)制器（SLM）的散射成像原理是用SLM來替代傳統(tǒng)散射成像實(shí)驗(yàn)中的旋轉(zhuǎn)毛玻璃，使用SLM對照明光場進(jìn)行人為的控制，根據(jù)標(biāo)量衍射理論可計(jì)算出面探測器CCD接收到的從SLM反射的光強(qiáng)分布，這樣不僅可省去參考光路，還一定程度簡化了計(jì)算量,因而優(yōu)化了散射成像系統(tǒng)。 [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)] 散射成像產(chǎn)品[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]本系統(tǒng)中是用SLM來替代傳統(tǒng)散射成像實(shí)驗(yàn)中的旋轉(zhuǎn)毛玻璃來實(shí)現(xiàn)贗熱光場的制備。使用SLM對照明光場進(jìn)行人為的控制，根據(jù)標(biāo)量衍射理論可計(jì)算出面探測器CCD接收到的從SLM反射的光強(qiáng)分布，這樣不僅可省去參考光路，還一定程度簡化了計(jì)算量,因而優(yōu)化了散射成像系統(tǒng)。 |
