[发明专利]对流动液体内多目标的反射式单帧散射成像装置及方法

权利要求书

1.一种对流动液体内多目标的反射式单帧散射成像装置，其特征在于，包括：

光源及调节单元(A)，用于提供激光相干光源并调节所述光源的强度；

参考点源及散斑照明单元(B)，用于对所述光源及调节单元(A)提供的所述光源通过反射的方式形成用于照射流动液体散射介质(11)中的目标(10)的第一散斑照明光束和用于照射流动液体散射介质(11)的第二散斑照明光束，所述第一散斑照明光束照射至若干目标(10)形成携带目标信息的目标背向散射光，所述第二散斑照明光束照射至流动液体散射介质(11)形成参考背向散射光；

图像探测单元(D)，用于根据目标背向散射光和参考背向散射光的交叠干涉的频谱信息进行成像得到单帧散斑图像，并利用维纳辛钦定理对所述单帧散斑图像做傅里叶逆变换重建出流动液体散射介质内的所述若干目标的图像；

所述参考点源及散斑照明单元(B)包括第一反射镜(3)、第二反射镜(4)、分束镜(5)、第三反射镜(6)、扩束器(7)、光阑(8)和散射介质(9)，其中，

所述第一反射镜(3)，沿所述光源及调节单元(A)提供的光源的光路进行设置，用于将所述光源及调节单元(A)提供的光源反射至所述第二反射镜(4)；

所述第二反射镜(4)，沿所述第一反射镜(3)反射的光路进行设置，用于将所述第一反射镜(3)反射的光源反射至所述分束镜(5)；

所述分束镜(5)，沿所述第二反射镜(4)反射的光路进行设置，用于对所述第二反射镜(4)反射的光源进行分束，将透过所述分束镜(5)的光源传输至所述第三反射镜(6)，将所述分束镜(5)反射的光源传输至所述扩束器(7)；

所述第三反射镜(6)，沿所述分束镜(5)透射的光路进行设置，用于将透过所述分束镜(5)的光源反射至所述散射介质(9)；

所述扩束器(7)，沿所述分束镜(5)反射的光路进行设置，用于对所述分束镜(5)反射的光源进行扩束；

所述光阑(8)，沿所述扩束器(7)扩束的光路进行设置，用于对所述扩束器(7)扩束的光源的直径进行调节；

所述散射介质(9)，沿所述光阑(8)和所述第三反射镜(6)的光路进行设置，用于使通过所述光阑(8)传输至所述散射介质(9)的光源转变成所述第一散斑照明光束，使通过所述第三反射镜(6)传输至所述散射介质(9)的光源转变成所述第二散斑照明光束，所述第一散斑照明光束照射至若干目标(10)形成携带目标信息的目标背向散射光，所述第二散斑照明光束照射至流动液体散射介质(11)形成参考背向散射光；

所述图像探测单元(D)包括透镜(12)、相机(13)和计算机(14)，其中，

所述透镜(12)，用于将目标背向散射光和参考背向散射光的交叠干涉的频谱信息传输至所述相机(13)；

所述相机(13)，沿所述透镜(12)透射的光路进行设置，用于根据所述透镜(12)传输的交叠干涉的频谱信息进行成像得到单帧散斑图像；

所述计算机(14)，用于利用维纳辛钦定理对所述单帧散斑图像做傅里叶逆变换重建出流动液体散射介质内的所述若干目标的图像。

2.根据权利要求1所述的反射式单帧散射成像装置，其特征在于，所述光源及调节单元(A)包括激光器(1)和衰减片(2)，其中，

所述激光器(1)，用于提供光源；

所述衰减片(2)，沿所述激光器(1)发射的光源的光路进行设置，用于调整所述激光器(1)发射的光源的强度。

3.一种对流动液体内多目标的反射式单帧散射成像方法，其特征在于，所述成像方法利用权利要求1至2任一项的所述反射式单帧散射成像装置进行成像，所述成像方法包括：

通过权利要求1至2任一项所述反射式单帧散射成像装置得到第一散斑照明光束和第二散斑照明光束；

根据所述第一散斑照明光束和所述第二散斑照明光束对应得到目标背向散射光和参考背向散射光；

根据所述目标背向散射光和所述参考背向散射光对应得到目标频谱信息和参考频谱信息；

根据所述目标频谱信息和所述参考频谱信息交叠干涉的频谱信息得到单帧散斑图像；

利用维纳辛钦定理对所述单帧散斑图像做傅里叶逆变换重建出流动液体散射介质内的所述若干目标的图像。