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基于赝热光照明的单发光学散斑成像

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肖晓, 杜舒曼, 赵富, 王晶, 刘军, 李儒新. 2019: 基于赝热光照明的单发光学散斑成像, 物理学报, 68(3): 158-165. doi: 10.7498/aps.68.20181723
引用本文: 肖晓, 杜舒曼, 赵富, 王晶, 刘军, 李儒新. 2019: 基于赝热光照明的单发光学散斑成像, 物理学报, 68(3): 158-165. doi: 10.7498/aps.68.20181723
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Xiao Xiao, Du Shu-Man, Zhao Fu, Wang Jing, Liu Jun, Li Ru-Xin. 2019: Single-shot optical speckle imaging based on pseudothermal illumination, Acta Physica Sinica, 68(3): 158-165. doi: 10.7498/aps.68.20181723
Citation: Xiao Xiao, Du Shu-Man, Zhao Fu, Wang Jing, Liu Jun, Li Ru-Xin. 2019: Single-shot optical speckle imaging based on pseudothermal illumination, Acta Physica Sinica, 68(3): 158-165. doi: 10.7498/aps.68.20181723
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基于赝热光照明的单发光学散斑成像

  • 中国科学院上海光学精密机械研究所,强场激光物理国家重点实验室,上海201800;中国科学院大学,北京100049

  • 中国科学院上海光学精密机械研究所,强场激光物理国家重点实验室,上海201800

Single-shot optical speckle imaging based on pseudothermal illumination

  • 摘要:

    散射介质对光的散射是当前限制光学成像深度或距离的一个严重的问题.本文首先数值模拟比较了光透过随机散射介质成像研究中常用的基于光学记忆效应(memory effect,ME)和自相关(autocorrelation,AC)方法的HIO&ER算法和乒乓(Ping-Pang,PP)算法的优缺点.通过对HIO&ER算法和PP算法的恢复效果和迭代次数进行比较,发现PP算法在保持较高恢复效果的前提下拥有更快的运行速度.实验中,利用连续He-Ne激光器和旋转毛玻璃产生赝热光源,通过物镜对随机散射介质后数毫米距离内的不同形状物体进行了单帧成像,并采用PP算法成功地恢复出微米量级物体的实际图像.这一研究结果将进一步促进ME和AC方法在深层生物组织医学成像研究上的应用.最后,实验研究了不同的物镜和散射介质的间距对成像恢复的放大率、分辨率和图像强度的影响特性,并进行了详细研究.

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出版历程
  • 刊出日期:  2019-02-05

基于赝热光照明的单发光学散斑成像

  • 中国科学院上海光学精密机械研究所,强场激光物理国家重点实验室,上海201800;中国科学院大学,北京100049
  • 中国科学院上海光学精密机械研究所,强场激光物理国家重点实验室,上海201800

摘要: 

散射介质对光的散射是当前限制光学成像深度或距离的一个严重的问题.本文首先数值模拟比较了光透过随机散射介质成像研究中常用的基于光学记忆效应(memory effect,ME)和自相关(autocorrelation,AC)方法的HIO&ER算法和乒乓(Ping-Pang,PP)算法的优缺点.通过对HIO&ER算法和PP算法的恢复效果和迭代次数进行比较,发现PP算法在保持较高恢复效果的前提下拥有更快的运行速度.实验中,利用连续He-Ne激光器和旋转毛玻璃产生赝热光源,通过物镜对随机散射介质后数毫米距离内的不同形状物体进行了单帧成像,并采用PP算法成功地恢复出微米量级物体的实际图像.这一研究结果将进一步促进ME和AC方法在深层生物组织医学成像研究上的应用.最后,实验研究了不同的物镜和散射介质的间距对成像恢复的放大率、分辨率和图像强度的影响特性,并进行了详细研究.

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