[发明专利]一种基于关联成像的微小目标检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于关联成像的微小目标检测装置及方法。首先将初始高斯光束进行准直扩束提升光束质量，通过高速光场调制器随机调制变成赝热光场，随机调制通过计算机加载至高速光场调制器，而后将赝热光用分束镜分为相同的两路，一路经过缩束系统后照射目标被光电探测器接收，另一路自由传输被有空间分辨的CCD探测器，高速光场调制器、光电探测器和CCD与计算机连接，由计算机控制测量的同步，通过测量数据的关联计算可以获取目标的恢复图像。本发明直接利用光信号的关联计算来实现对目标的检测，原理科学，容易实现，装置简单，易于调制，且具有超分辨和抗信道干扰的特点。本发明可以作为一种生物组织细胞等微小目标的检测方法，可应用于显微镜。

技术领域

本发明涉及随机光信号探测目标领域，特别是涉及一种基于关联成像的微小目标检测装置及方法。

背景技术

随机光源是一种随时间变化的光信号，没有具体的函数表达式，但是其统计特征却能呈现出具体的分布，关联成像近些年来新兴的一种成像技术，利用了随机光源的统计特性进行目标的重构，将随机光源一分为二，一部分照射目标后被探测，而另一部分自由传输后被探测，通过两路信号的关联计算便可以恢复出目标的具体分布，该成像方式具有非定域性等特点。同时，由于成像方式是通过关联计算，相对于传统成像而言，在突破孔径限制的超分辨，微弱光情况下成像以及抗信道干扰方面显示出极大的优势，因此关联成像在遥感、雷达和医学等领域有着潜在的应用价值。

在医学领域，观测微小目标一直存在着分辨率限制的难题，同时生物组织本身也是一种强干扰信道，对分辨率也会存在一定的影响。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种基于关联成像的微小目标检测装置及方法，能够实现生物医学上微小目标的成像，其实现结构简单，制造成本低。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于关联成像的微小目标检测装置，包括：

激光源，用于输出基模高斯光束；

准直扩束镜，设置在所述激光源的出射光路上，用于对所述基模高斯光束进行准直扩束；

高速光场调制器，设置在所述准直扩束镜的出射光路上，用于对准直扩束后的光束进行高速随机调制产生赝热光源；

分束镜，与所述高速光场调制器连接，用于对所述赝热光源进行分光，得到第一分束光和第二分束光；

缩束系统，设置在所述分束镜的第一出射光路上，用于对所述第一分束光进行缩束；

光电探测器，用于探测缩束后的光束照射到目标物体上的含目标信息的光场总强度；

CCD探测器，设置在所述分束镜的第二出射光路上，用于探测所述第二分束光的光源空间强度；

关联计算模块，分别与所述CCD探测器以及所述光电探测器连接，用于对所述含目标信息的光场总强度以及所述光源空间强度进行关联计算，得到目标物体的空间分布。

可选地，还包括：

计算机，分别与所述高速光场调制器、所述CCD探测器、所述光电探测器以及所述关联计算模块连接，用于控制所述高速光场调制器对准直扩束后的光束进行随机调制，以及用于控制所述CCD探测器、所述光电探测器以及所述关联计算模块的同步。

本发明还提供了一种应用于上述基于关联成像的微小目标检测装置的检测方法，包括：

通过准直扩束镜对激光源输出的基模高斯光束光束进行准直扩束；

通过由计算机控制的高速光场调制器对准直扩束后的光束进行随机调制，得到赝热光源；

将所述赝热光源分为相同的两部分，为第一分束光和第二分束光；