面向高通量的多通道复用数字全息成像技术

光学成像已成为跨尺度表征生物系统信息的主要方法之一,近年来生物样本的快速、无损且全面表征对成像系统的可解析量提出了更高的要求。数字全息通过干涉成像方式,可准确重构光波前的振幅和相位信息,具有快速、无损、三维成像等优势,在数字病理诊断、细胞无标记观察和实时监测等方面得到了广泛的研究和应用。本文首先介绍了实现高通量成像的主要方式,并分析了数字全息的优势及空间带宽变化,展示了基于希尔伯特变换的面向高通量多通道复用数字全息技术的理论框架,并介绍了基于该理论框架设计的拓展视场双通道复用数字全息显微成像系统。该系统在不牺牲空间和时间分辨率的情况下,可实现超越传统离轴全息显微镜8倍的空间带宽积。所介绍的数字全息复用技术可充分利用单幅强度图像的冗余空间带宽,可用于高通量多通道复用数字全息成像。

Propagation of a Pearcey beam in uniaxial crystals

An analytical propagation expression of a Pearcey beam in uniaxial crystals orthogonal to the optical axis is derived.The propagations of the Pearcey beam in the tourmaline and the quartz are investigated. The phase distribution and the angular momentum of the Pearcey beam in the tourmaline are also performed. The result shows that the positions of the auto-focusing and the inversion simply relate to the extraordinary refractive index of the crystals. In other words, we can choose the suitable crystals to adjust the positions of auto-focusing and inversion of the Pearcey beam to meet the actual needs.

数字聚焦压缩全息成像技术研究

同轴全息重建由于相位共轭波的干扰,会产生二阶噪声与孪生像噪声,从而影响重建质量和精度,而在全息重建中,获取最佳重建平面的相关全息聚焦距离参数也是全息成像领域的关键。为此,提出了一种基于压缩感知的聚焦重建算法,通过选取轴向方向内固定间隔的一系列重建图像,以压缩感知的全变分正则化约束重建不同深度的图像,根据图像灰度变化或绝对梯度算子等聚焦度量指标计算并构建数字全息重建图像的聚焦曲线,确定最佳聚焦位置。所述算法抑制了重建噪声,提升了物体轴向的重建精度,实现了聚焦位置周围更宽范围的高分辨率图像重建。