[发明专利]基于编码孔径和空间光调制器的物体相位恢复方法

说明书

一种基于编码孔径和空间光调制器的物体相位恢复方法，属于相位恢复成像领域。本发明解决了传统相位恢复算法物体需小于探测面的问题。本发明首先在样品和探测器之间依次放置一个编码孔径和一个空间光调制器；然后利用准直部分相干光照明样品，通过编码孔径和空间光调制器被探测器接收；再次，调制空间光调制器改变光场的光程以调制传播到探测器平面的距离差，产生不同的频谱被探测器接收；最后通过相位恢复算法和压缩传感算法恢复样品的复振幅。本发明可以一次恢复相当于探测面大小的样品并且不需要扫描。

技术领域

基于编码孔径和空间光调制器的物体相位恢复方法属于相位恢复成像领域，是一种计算图像重建技术。

背景技术

相位恢复作为一种图像重建技术被广泛应用于生物、材料等各种领域，该技术可以从频谱强度中恢复出物体的复振幅，而且实验设备简单，很多时候不需要透镜，因此没有像差，但是该技术恢复的物体尺寸相对较小(小于探测器面4倍以上)，需要扫描物体以解决恢复物体尺寸较小的问题，但是这种方法会降低系统的时间分辨率。

发明内容

本发明公开了一种基于编码孔径和空间光调制器的物体相位恢复方法，该技术通过使用编码孔径解决物体尺寸较小的问题，通过调制空间光调制器引入不同的光程产生在探测器平面上的多成像距离强度图，解决相位恢复算法需要移动探测器分时探测不同成像距离的频谱强度问题，本发明可以一次恢复相当于探测面大小的样品的相位，进行图像重建，并且不需要探测器进行移动扫描。

本发明的目的是这样实现的：

基于编码孔径和空间光调制器的物体相位恢复方法，包括以下步骤：

步骤a、首先搭建实验设备，在传统相位恢复设备中增加编码孔径和空间光调制器，所述编码孔径和空间光调制器依次设置于物体与探测器之间；

步骤b、调制空间光调制器，在探测器平面接收不同传播距离的光场强度图；

步骤c、根据传统的多距离相位恢复算法恢复出编码孔径平面处的复振幅；

步骤d、根据压缩传感算法从编码孔径平面处的复振幅进一步恢复出物体的复振幅。

优选的，编码孔径为专门设计的图案或随机图案，透光面积与不透光面积之比为1:4。

优选的，通过调制空间光调制器的引入不同的光程，实现传统相位恢复中的多距离探测。

本发明首先在样品和探测器之间依次放置一个编码孔径和一个空间光调制器；然后利用准直部分相干光照明样品，通过编码孔径和空间光调制器被探测器接收；再次，调制空间光调制器改变光场的光程以调制传播到探测器平面的距离差，产生不同的频谱被探测器接收；最后通过相位恢复算法和压缩传感算法恢复样品的复振幅。在传统相位恢复技术中加入编码孔径，可以克服由于恢复物体尺寸较小的问题，并且由于空间光调制器的引入，通过调制空间光调制器，引入不同光程造成多距离频谱强度图探测可以提高最终的恢复效果及加快恢复速度。

附图说明

图1是本发明基于编码孔径和空间光调制器的物体相位恢复方法的光路示意图；

图2是本发明基于编码孔径和空间光调制器的物体相位恢复方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例进行详细说明，以便对本发明的目的、技术方案有更深入的理解。

具体实施步骤说明如下：

步骤a、首先根据图1所示搭建实验设备；

步骤b、调制空间光调制器引入不同的光程，在探测器平面接收不同传播距离的光场强度图；

步骤c、根据传统的多距离相位恢复算法恢复出编码孔径平面处的复振幅；