| 中科微星 |
2023-08-11 15:08 |
基于SLM的計算散射成像(鬼成像)系統(tǒng)
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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度分布測量，是通過光場的一階關(guān)聯(lián)信息（強度與位相）來獲得物體的信息，如顯微鏡、照相機、望遠鏡等。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度的關(guān)聯(lián)測量，屬于光場的二階關(guān)聯(lián)（一種強度波動的統(tǒng)計相關(guān)）。 5"&{Egc_
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]散射成像是將經(jīng)過目標物體的信號光強（桶探測器測探的物光光強值）與未經(jīng)過物體的參考光場（CCD探測的贗熱光場或計算的散斑分布光場）通過建立二階關(guān)聯(lián)算法模型、進行關(guān)聯(lián)計算，從而重構(gòu)出物體的像。該技術(shù)實現(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。 M8'
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[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]目前，散射成像以其非定域性、抗干擾能力強等特點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。 TY h_uox6
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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行傳播，其中一束光照射在目標物體上，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探測光強分布，被稱為參考光束；通過對CCD探測的光強分布信息與桶探測器探測的總光強信息進行關(guān)聯(lián)計算，便可重建得到目標物體的像。 h4dT N}
[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)散射成像實驗中的旋轉(zhuǎn)毛玻璃，使用SLM對照明光場進行人為的控制，根據(jù)標量衍射理論可計算出面探測器CCD接收到的從SLM反射的光強分布，這樣不僅可省去參考光路，還一定程度簡化了計算量,因而優(yōu)化了散射成像系統(tǒng)。 LTc= D
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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)散射成像實驗中的旋轉(zhuǎn)毛玻璃來實現(xiàn)贗熱光場的制備。使用SLM對照明光場進行人為的控制，根據(jù)標量衍射理論可計算出面探測器CCD接收到的從SLM反射的光強分布，這樣不僅可省去參考光路，還一定程度簡化了計算量,因而優(yōu)化了散射成像系統(tǒng)。 /i ekww^54
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系統(tǒng)功能- 可模擬實現(xiàn)經(jīng)典關(guān)聯(lián)成像的效果：通過本系統(tǒng)可實現(xiàn)空間光調(diào)制器對光場的控制，通過實驗可獲得圖像信號數(shù)據(jù)，從而計算出成像效果；
- 可拓展多種形式鬼成像的統(tǒng)計光學(xué)模型，可建立經(jīng)典熱光/贗熱光鬼成像與空間光調(diào)制器鬼成像的統(tǒng)計光學(xué)模型，進而可在理論方面從光強起伏的關(guān)聯(lián)函數(shù)中重現(xiàn)物體的像；
- 軟件可直接通信CCD（COMS）相機和示波器（桶探測器信號通過示波器來采集），可對CCD相機采集的圖片、示波器采集信號進行存儲處理；也具有將采集的數(shù)據(jù)進行導(dǎo)出的功能；
- 軟件帶有隨機散斑圖自動生成功能，可將隨機散斑圖加載到SLM上；散斑圖數(shù)量可設(shè)置，圖像分辨率可調(diào)；
- 可將外部設(shè)計的算法圖像導(dǎo)入軟件并加載到SLM上；
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軟件具有關(guān)聯(lián)（重構(gòu)）計算功能，可將CCD相機采集的圖片和示波器采集信號進行關(guān)聯(lián)處理，從而計算（重構(gòu)）出物體的像。
應(yīng)用領(lǐng)域本技術(shù)以其非定域性、抗干擾能力強等特點得到研究人員的廣泛關(guān)注，并在光學(xué)加密、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。
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