非线性光场调控实现12倍相位超分辨实时干涉测量

光学干涉仪是现代精密测量技术的核心支撑,但其分辨率受到光源波长的限制,无法通过无限减小波长提高分辨率,而“相位超分辨”即是指设法解决光源波长限制的技术手段。目前“相位超分辨”研究主要通过调控N光子纠缠态的途径实现,但是由于N光子纠缠态制备与调控的极高难度和符合计数的极低效率使得该途径无法用于实际测量。针对这一瓶颈,笔者联合团队利用轨道角动量(OAM)相干态在光学超晶格中的级联参量上转换过程高效构造、提取多光子复振幅信号。实现了N=12倍的相位超分辨干涉信号的实时测量,为发展可实际应用的高倍率相位超分辨干涉测量技术提供了一条全新的物理途径。

基于内-外部互补先验的亚像素分辨率衍射成像算法研究

亚像素分辨率衍射成像旨在利用观测的低分辨率衍射强度图样重建高分辨率图像,它在多个科学与工程领域具有重要应用。现有算法大都存在重建质量低且重建图像丢失了大量细节信息的问题。为解决这些问题,本文融合复图像的内部先验和外部先验提出了能够重建高质量图像的亚像素分辨率衍射成像方法。本文利用基于内部先验的三维块匹配滤波框架表示模型与蕴含外部先验的深度展开卷积稀疏编码模型结合复数表示模型提出了融合内-外部互补先验的复数域正则化模型,基于该正则化模型构建了面向亚像素分辨率衍射成像的优化模型,并利用交替优化方法对构建的优化模型进行了有效求解。仿真实验表明,提出的算法能够充分利用复图像内-外部互补先验知识进行亚像素分辨率衍射成像,并且在超分辨率因子为2时重建复图像的平均峰值信噪比较基于全变差的算法提升了1.58 dB。实际无透镜片上显微镜的实验结果表明提出算法较基于全变差的算法能够重建出更多的细节信息。