一種基于疊層成像和波前分離的新型無(wú)透鏡成像方法

該文提出了一種基于疊層成像和波前分離的新型無(wú)透鏡成像方法，其特點(diǎn)是快速收斂和高質(zhì)量成像。在該方法中，在光源和樣品之間插入一個(gè)調(diào)幅器進(jìn)行光波調(diào)制。通過(guò)將這個(gè)未知的調(diào)制器橫向平移到不同的位置，獲得了一系列調(diào)制強(qiáng)度圖像，用于定量物體恢復(fù)。

該方法原理：激光源穿過(guò)準(zhǔn)直透鏡形成平面波，然后準(zhǔn)直光束照射隨機(jī)二元振幅掩模，在樣品上產(chǎn)生散斑場(chǎng)。

原理圖

CCD和CMOS等光探測(cè)器僅記錄光波的振幅分布;相位信息丟失。無(wú)透鏡成像是一種基于單次或多次強(qiáng)度測(cè)量恢復(fù)完整波前的技術(shù)，在定量相位顯微鏡、生物醫(yī)學(xué)成像和三維成像等各個(gè)領(lǐng)域都是必不可少的。為驗(yàn)證所提方法的有效性，課題組進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)裝置

在本文中，課題組在物體的上游放置了一個(gè)二進(jìn)制振幅模板，并通過(guò)在一個(gè)維度上橫向移動(dòng)模板來(lái)記錄多個(gè)強(qiáng)度圖。與擴(kuò)散器相比，純振幅調(diào)制只需要振幅重構(gòu)，可以有效減少未知變量，從而減少測(cè)量次數(shù)。受波前分離思想的啟發(fā)，記錄了物體在沒(méi)有掩模的情況下不同距離的衍射圖;因此，可以有效地分離調(diào)制波前和目標(biāo)波前，進(jìn)一步加速收斂。

數(shù)值分析

該論文提出的一種基于隨機(jī)二元振幅掩模的無(wú)透鏡成像方法。借助疊層技術(shù)，結(jié)合波前分離思想，與原方法相比，該方法實(shí)現(xiàn)了較高的重構(gòu)精度和較快的收斂速度。該技術(shù)在振幅、相位和生物樣品回收方面的可行性。該方法簡(jiǎn)單，不需要復(fù)雜的算法，在無(wú)透鏡成像領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。

審核編輯：湯梓紅