| 中科微星 |
2023-08-11 15:08 |
基于SLM的计算散射成像(鬼成像)系统
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概述[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]光学成像在理论研究和日常生活中都发挥了重要的作用。传统的光学成像方式是对光场强度分布测量，是通过光场的一阶关联信息（强度与位相）来获得物体的信息，如显微镜、照相机、望远镜等。散射成像又称“单像素成像”或“鬼成像”，是近十几年逐步发展起来的一种新型成像技术；与传统的成像技术相比，散射成像是对散斑光场和物光场强度的关联测量，属于光场的二阶关联（一种强度波动的统计相关）。 gS!:+G%
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]散射成像是将经过目标物体的信号光强（桶探测器测探的物光光强值）与未经过物体的参考光场（CCD探测的赝热光场或计算的散斑分布光场）通过建立二阶关联算法模型、进行关联计算，从而重构出物体的像。该技术实现了探测和成像的分离，是一种非定域的成像方式,即离物成像，故也被称为鬼成像。 &T?RZ2
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]目前，散射成像以其非定域性、抗干扰能力强等特点得到研究人员的广泛关注，在三维成像、遥感成像、生物医疗、国防军事等领域具有广阔的应用前景。 TPQ%L@^ L+
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散射成像原理[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]在传统的散射成像装置中，激光通过旋转毛玻璃片得到赝热光场，两束关联光通过两条不同的光路进行传播，其中一束光照射在目标物体上，由一个没有空间分辨率的桶探测器接收并探测，被称为信号光束；另一条未经过物体的光经自由传播后由CCD探测光强分布，被称为参考光束；通过对CCD探测的光强分布信息与桶探测器探测的总光强信息进行关联计算，便可重建得到目标物体的像。 ]`!> 6/[
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]基于空间光调制器（SLM）的散射成像原理是用SLM来替代传统散射成像实验中的旋转毛玻璃，使用SLM对照明光场进行人为的控制，根据标量衍射理论可计算出面探测器CCD接收到的从SLM反射的光强分布，这样不仅可省去参考光路，还一定程度简化了计算量,因而优化了散射成像系统。 kUL' 1!j7
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散射成像产品[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]本系统中是用SLM来替代传统散射成像实验中的旋转毛玻璃来实现赝热光场的制备。使用SLM对照明光场进行人为的控制，根据标量衍射理论可计算出面探测器CCD接收到的从SLM反射的光强分布，这样不仅可省去参考光路，还一定程度简化了计算量,因而优化了散射成像系统。 5 Aw"B
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系统功能- 可模拟实现经典关联成像的效果：通过本系统可实现空间光调制器对光场的控制，通过实验可获得图像信号数据，从而计算出成像效果；
- 可拓展多种形式鬼成像的统计光学模型，可建立经典热光/赝热光鬼成像与空间光调制器鬼成像的统计光学模型，进而可在理论方面从光强起伏的关联函数中重现物体的像；
- 软件可直接通信CCD（COMS）相机和示波器（桶探测器信号通过示波器来采集），可对CCD相机采集的图片、示波器采集信号进行存储处理；也具有将采集的数据进行导出的功能；
- 软件带有随机散斑图自动生成功能，可将随机散斑图加载到SLM上；散斑图数量可设置，图像分辨率可调；
- 可将外部设计的算法图像导入软件并加载到SLM上；
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软件具有关联（重构）计算功能，可将CCD相机采集的图片和示波器采集信号进行关联处理，从而计算（重构）出物体的像。
应用领域本技术以其非定域性、抗干扰能力强等特点得到研究人员的广泛关注，并在光学加密、三维成像、遥感成像、生物医疗、国防军事等领域具有广阔的应用前景。
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