基于空间光调制器的Single-Shot的三维物体相位恢复算法研究开题报告

 2020-02-10 10:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1.1 研究目的及意义

光可以表示为包含振幅和相位信息的波函数,但是由于人眼和相机等探测器的响应速度达不到光变化的频率,所以只能看见或探测到实值,即强度信息。随着现代成像及检测要求的日益提高,单纯获得物体的强度信息往往满足不了现代物体识别、处理等的进一步需求,因此需要获得包含信息量更多的物体相位信息,相位信息对于光场函数来说更加重要。

经过数十年的发展,相位恢复算法中干涉测量方法是最为有效的一种,经典的干涉测量方法已经日趋成熟并取得了不俗的成果,但是干涉测量法在获取定量相位时往往需要较为复杂的干涉装置,且对测量环境的要求很高,为此,研究人员不断改进现有的技术或探索新的技术,这些因素共同推动着相位成像领域的蓬勃发展。

1.2 国内外研究现状

在相位恢复算法中,研究人员从成像分辨率提高、照明光和物函数同时恢复、扫描空间位置误差校正等方面进行了持续的研究:2009年Maiden和Rodenburg提出了ePIE(Extended ptychographic iterative engine)算法,可以同时恢复照明函数和物函数,从而解决了照明光斑难以测量的问题以及它对最终重构结果的影响。2012年,Maiden等人对ePIE 算法再次改进,提出了3ePIE(Three-dimensional extended ptychographic iterativeengine)算法,可以对样品进行三维重构。2016年,针对PIE 扫描带来的诸如昂贵的高精度机械运动控制器件和运动误差等问题,单次成像 PIE(Single-shot ptychography)被以色列理工学院的一个团队提出,它利用了光学信息系统的高通量和并行性特性,通过微孔阵列和大尺寸探测器实现了一次成像即可获得所需的数据集,从而避免了机械扫描。

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