非相干同轴数字全息显微成像研究

采用非相干光作 为光源,空间 光调制器(SLM)和CCD组成非相干干涉仪作为全息记录模块,结合物镜搭建了非相干同轴数 字全息显微成像 系统。采用该系统对分辨率板成像,实现了512lp/mm的空间分辨率 ,并对系统放大率进行了标定。用草本 植物茎横切细胞作为测试样品,完成了生物细胞显微观察实验,将数字全息显微术的应用范 围从相干光扩展到了非相干光领域,推进非相干数字全息显微术的应用研究。     

提升离轴非相干全息成像视场及分辨率的研究

为了解决离轴非相干数字全息中重构图像的视场较小、分辨率较低的问题.提出了一种简单、高效的方法来扩大非相干离轴全息术重构图像的视场并提高其分辨率.以加入毛玻璃的方法代替传统的光栅或角度复用等传统方法,在扩大重构像视场的同时提高其分辨率.实验结果表明,重建图像的视场与毛玻璃和物体之间的距离成反比,并且和未加入毛玻璃的实验系...     

非相干同轴数字全息成像系统研究

非相干全息术可以利用非相干光源获得物体的全 息图。利用迈克尔逊干涉仪搭建了非相干同轴数字 全息成像系统,利用菲涅尔衍射理论分析系统的点扩散函数(PSF),使用CCD 记录全息图并在计算机中进行数值 重建,研究广义相移数字全息干涉术在非相干同轴数字全息成像系统中的应用。结果表 明,基于迈克 尔逊干涉仪的非相干同轴数字全息成像系统可以实现白光光源照明下物体全息图的快速记录 ,三步广义相 移数字全息干涉术应用于系统,能够克服使用移相器的非相干同轴数字全息术对系统稳定 性要求较高的 缺点,可以去除孪生像和零级像,获得清晰的数值重建像。本文系统的横向放大率为1.6倍 时,分辨率可达45lp/mm。     

超宽带穿墙雷达的非相干和相干成像算法

在超宽带穿墙成像系统中,选择合适的成像算法非常重要。常见的穿墙成像算法有非相干算法和相干算法,文中对两种算法的原理进行分析,比较了两种算法的优缺点。非相干算法采用三角定位的原理进行成像,硬件简单,但是需要求解一个复杂的方程组,并且当存在多个目标时方程组难以求解,因此在实际应用中受到限制。相干算法主要是反向投影算法,这种算法与合成孔径雷达成像过程类似,能够对单目标和多目标环境进行成像,通用性强。但是运算量比较大,影响了成像速度。     

相干衍射成像研究进展:叠层扫描相干衍射成像和相干调制成像

相干衍射成像技术是一种无透镜计算成像技术。该技术通过迭代算法求解相位问题,直接从衍射强度数据重构物体的振幅和相位图像信息,可获得由照明光源波长和数据记录有效数值孔径决定的衍射极限分辨率。由于相干衍射成像技术不依赖于高质量光学成像元件的使用,因而适合用于深紫外、X射线以及电子束等诸多很难制作高性能成像器件的辐射源。过去20年来新型光源（冷致电子枪、第三代和第四代同步辐射光源、自由电子激光器）、单粒子计数高灵敏度、宽动态范围面阵检测器的迅猛发展,也极大地促进了相干衍射成像技术的发展。目前相干衍射成像在材料科学和生物学等热门学科方向上已经显示出了相较传统方法的独特优势,在部分应用上已经逐渐成为主流技术。文中概略回顾相干衍射成像的发展历史。重点介绍叠层扫描相干衍射成像和相干调制成像这两种快速发展的技术。     

利用全息光学元件作为分束器的非相干显微全息术

在全息显微术中，有两种方法是值得探讨的：一种是用光学系统首先产生一个放大像，另一种是先记录显微物体的全息图，然后再进行放大重现。本文介绍第一种方法，它与目前显微术的区别在于：在光路中使用了合适的光学元件作为分束器，让参考光束通过显微镜光学元件从输入面传输到输出面，避免了由于振动带来的不利影响、并且还可使用特殊的非相干多色光（时间相干长度约6μm）记录全息。     

采用相干光源的三维成像

我们将三维成像定义为含有四个步骤的工乙：──数据获取，──储存（需要时），─—变换（需要时），─—数据显示。必须假定：对于充分（或近充分的）三维成像来说，通常需要精密设备将原获取的数据进行视频编码，并以解码形式将它显示[3]。例如：用于产生整帧照片或视差全是照片、全息术中干涉条纹、立体系统中可显示扫描的立体像素数目的透镜列阵。目前已对三维系统作了许多改进。可归纳为以下几种：─—立体摄影术，─—全息术，─—体全息术，─—以上几种的综合。图1示出现有三维成像的几种主要方式。激光三维成像作为三维成像技术的…     

光学相干弹性成像方法及研究进展

软组织生物力学特性的临床检测对于疾病的早期诊断、进展跟踪和疗效评估具有重要意义.光学相干弹性成像(OCE)技术是基于光学相干层析成像(OCT)发展起来的可视化生物力学测量方法,通过观测软组织器官在载荷激励下的静态或动态的力学响应来量化和重构组织器官的生物力学性能,从而获得病灶部分的病理信息.OCE技术具有非侵入的三维成...     

相干与非相干照明衍射受限系统成像仿真

实际观测系统必须考虑衍射对成像的影响。依托Matlab软件平台,以最简单的衍射受限光学系统—单个无几何像差薄透镜成像为例,分别以瑞利观点和阿贝观点为理论基础,仿真了系统在相干和非相干照明下的成像,并比较了各自的成像特点。这些工作有助于理解衍射受限系统成像机理和特点,相关程序和算法可以推广到其它有衍射效应系统的成像计算。     

飞秒全息术

介绍了飞秒全息的分类、工作原理和进展，讨论了飞秒全息的实验要求和分辨率。对飞秒全息术在光信息处理、成像技术和微加工技术等方面的应用进行了详细介绍。     

基于相移和非相干成像的反射镜面形测量方法

提出一种新的反射镜面形测量方法。这种方法采用非相干成像和相移技术，CCD摄像机经待测反射镜和相同位置处参考平面镜分别对由计算机产生的正弦光栅进行成像，通过相移技术得到各自的相位分布，从而计算出正弦光栅的相位变化。推导了相位变化与待测反射镜面形梯度的对应关系，提出分别对反射镜进行水平和垂直2个方向光栅相位测量，通过计算可得到梯度分布，由此重建待测反射镜面形。测量中，光栅由计算机产生，可以实现精确的相移，而且可以方便地调节光栅的周期以及方向。计算机模拟和实验表明这一技术的可行性。与传统的干涉计量相比较，这种方法具有结构简单、成本低和灵活性高等优点，特别适用于非球面反射镜和波前变化范围较大的反射镜面形测量。     

基于非相干成像的透明物体波前测量方法

提出一种新的波前测量方法 ,这种方法采用了非相干成像和相移技术 ,通过相移可精确测量位相物体引起的成像光线偏折 ,然后计算波前分布。测量中 ,利用PC机显卡的双屏功能 ,其中一个显示由计算机产生的正弦灰度调制光栅图样 ,CCD记录下经过待测物体后的变形条纹图样 ,根据相移技术可以完成对透明物体波前的测量。在这一技术中 ,由于调制光栅图样是由PC产生 ,因此光栅的周期和方向可以灵活设置 ,并可以实现精确的相移。计算机模拟和实验验证了这一技术的可行性。与传统的波前干涉计量相比较 ,这种方法具有结构简单、成本低、灵活性高等优点。     

高图像配准精度的非相干数字全息彩色成像

菲涅耳非相干相关全息是一种能记录非相干物体全息图的新型技术,在生物医学成像和三维遥感领域具有重要应用前景。针对高光谱成像过程中图像融合配准困难的问题,文中利用空间光调制器的可编程特性,设计并制作了波长分别为492、562、672 nm的三组焦距恒定的双透镜相位掩模,依次调用三种波长的掩模并记录对应波长下物体的全息图。由于三色记录光经对应波长掩模调制后在CCD表面汇聚的光斑位置及尺寸均相同,因此,全息图重建后获得的重建图像具有相同的横向放大率,可提高图像融合时的配准精度,免去繁杂的光谱图像空间配准算法,真正实现了全息彩色成像的高精度配准和实时融合。采用该系统记录骰子的全息图,经数值重建及色彩融合后得到了颜色重建性较好的彩色三维像。     

非相干数字全息自适应光学波前校正特性研究

非相干数字全息自适应光学是一种新型的自适应波前探测和校正的技术。它利用全息图可以完整记录光波场的特性进行波前探测,结合适当的数值再现算法对光波前像差进行校正。基于菲涅耳非相干相关数字全息术(FINCH),从理论上阐明了非相干数字全息自适应的基本原理,并给出了数值仿真结果。采用改进的迈克耳孙干涉仪光路配置,分别记录待观测物体与引导星的全息图,利用引导星全息图的复共轭对待测物光波进行波前校正,从实验上定量地研究了引导星尺寸、选取位置对波前校正效果的影响,在系统各光学元件给定的情形下,明确了引导星选择的空间和系统等晕区范围,实现了良好的波前校正效果。     

非相干强光干扰可见光成像研究

激光是干扰可见光侦察与告警、跟踪与制导系统的常用技术手段,但存在着频段短、波束窄、瞄准难等问题。非相干强光干扰技术能有效弥补激光干扰技术的不足,针对非相干强光干扰可见光成像系统的理论分析与实验测试问题,分析了非相干强光干扰可见光成像系统的技术机理,研究了基于图像结构相似性的干扰效果分析模型,构建了检测干扰过程并获取测试数据的实验平台,实验测试并定量分析了光源照度、入射方向、等效距离、背景照度和视场大小等参数条件的变化对可见光成像质量、干扰实施前后图像的相似程度、非相干强光干扰效果的影响。结果表明：当入射到探测器表面的非相干强光定向光束照度值满足一定条件后,实施干扰前后的图像结构相似性参数平均结构相似度值减小,干扰后的图像质量下降、失真严重,模糊了图像中的有效信息,呈现出难以识别目标与背景的干扰效果。该研究成果可为非相干强光定向光束干扰可见光侦察系统和电视制导武器提供技术支撑和方法参考。     

宽场光学相干断层成像技术的研究进展

从宽场光学相干断层成像(WFOCT)系统的基本原理出发,研究探讨了宽场光学相干断层成像技术中系统的分辨率、测量灵敏度和动态响应范围等性能参数,分析了影响这些参数的主要因素,介绍了提高宽场光学相干断层成像系统性能的各项技术进展,给出了进一步的研究方向.     

自适应宽场高分辨率显微成像技术的研究进展北大核心CSCD

光学显微成像技术可以用来观察微小物体的结构细节,但在生物样品的显微成像领域中,像差的存在使得任何显微成像技术的成像质量都无法达到理论预期。为了解决这一问题,自适应光学技术被应用于不同类型的显微成像系统中进行像差的探测和校正。着重总结了自适应宽场高分辨率显微成像技术的研究动态,阐明了数字全息自适应光学技术和非相干数字全息自适应光学技术的特点、优势以及存在的问题。