部分相干条件下的弱散射样品ptychography iterative engine成像

分析了照明相干性对ptychography iterative engine(PIE)成像技术的影响机理,指出利用零级衍射光范围内的衍射斑进行图像重建,可以避免由于部分相干性所引入的矛盾因素,并大幅度提高再现像质量,但再现像的对比度会明显降低.而采用散射斑强度的高次方进行图像重建时,相位的倍增作用可使相干性不足所引起的对比度降低大部分得以弥补,从而大大降低PIE技术对光源相干性的依赖并拓展其可应用范围.

相干光照下Young实验的光强分布

应用付里叶光学方法，定量地处理了在相干光照下，杨氏装置的狭缝宽度的相干问题，得到了光强分布的一般结果．

应用光学——光学系统设计指南 第十九章 相干光学系统(续)

19.1 完全相干系统和部分相干系统成象 19.1.1 非相干近似和完全相干近似的极限当物体发出非相干辐射时,光学成象系统一般在强度上是线性的(非线性光学中获得的功率除外);当物体以完全相干方式发出辐射时,那么就可以用复数振幅叠加来加以处理(不过,这时一些意外的现象可能会打破人们的设想,见第19.1.3节和第19.1.4节)。

光栅传感器的各部分几何参数对莫尔信号调制度的影响

本文以非相干照明的成像理论为依据,推导了计算莫尔光电信号调制度的理论公式。由公式可知,莫尔光电信号的调制度与光源的几何形状及尺寸、光栅的衍射效应、开口比、光栅副间隙、接收光栏的几何形状与尺寸等因素有关。讨论了非准直光照明时,光栅副间隙对莫尔条纹的周期和倾角的影响,比较了非准直光和准直光照明下莫尔光电信号调制度的变化情况。井以实验验证了理论公式。

图象等密度切片的光学方法

采用一种非单调的突跳型密度分布半色调屏进行密度切片,以减少线是对切片输出的影响。给出了卫星遥感图象等密度抽取的实验结果,实验侧定了切片强度传递函数和切片宽度。和以前报导过的矩形密度分布半色调屏的密度切片[1]相比,改善了切片强度传递函数的品质。

部分相干光照明的数字全息显微技术及应用

传统的数字全息显微技术通常采用高相干激光作为照明光源,虽然其全息图具有高的对比度,但是相干照明带来的相干噪声会降低再现像的信噪比。基于部分相干照明的数字全息显微技术(PCI-DHM),在保证相位测量精度的前提下,可以有效降低相干噪声。按照物光和参考光之间是否有夹角,PCI-DHM可以分为同轴相移和离轴PCI-DHM。介绍了同轴相移PCI-DHM和离轴PCI-DHM中的几种典型测量方案。同轴相移PCI-DHM采用等光程的物光和参考光形成同轴全息光路,利用相移干涉技术可以重建出样品的振幅/相位分布,利用光源的短相干特性,可以获得样品内部微观结构的层析图像。离轴PCI-DHM通常采用光栅在物光和参考光之间引入夹角,构成消色差干涉装置。离轴PCI-DHM技术可以通过记录单幅离轴全息图完成对动态样品振幅/相位分布的实时测量。最后,介绍了PCI-DHM在生物细胞、生物组织三维成像及微纳结构形貌测量等领域的应用。

对OTF测定仪光学系统的要求

本文叙述了在OTF测定仪中为了保证一定的测量精度对光学系统各组分应作如何要求。还讨论了非相干照明的条件,窄带滤光片的带宽和扫描光栅的精度要求。

光学仪器分辨本领三种判据的比较

判断光学仪器分辨本领最常用的是瑞利判据，但除了瑞利判据外，还有泰勒判据［１］［２］和史派劳判据［３］等．本文针对单缝衍射和圆孔衍射，用这三种判据在非相干照明和相干照明情况下，分别导出最小可分辨角，并对三种判据给出的结果加以比较．文中还指出了Ｍ玻恩，Ｅ．沃耳夫所著《光学原理》一书对相干照明圆孔衍射分辨极限表达式的错误之处．

应用光学——光学系统设计指南

第十九章相干光学系统 19.3.5 特殊的全息图记录方法 19.3.5.1 非相干照明全息术只要使每个物点有可能产生它自己的参考波,那么就可以制作非相干照明物体的全息图。为此,来自每个物点的波前分裂成两个成分,然后使它们产生干涉形成全息图。这样,每个物点产生一个全息图。

Young干涉的光强分布

本文应用付里叶光学方法，定量地处理了在非相干光照明下，考虑到杨氏装置狭缝的宽度后的相干问题，得到了光强分布的一般结果．

利用相干光照明的纹影成像装置研究飞秒激光脉冲烧蚀铝靶喷射物相位的超快时间演化

本文提出了一种基于纹影成像装置的新型相位检测方法,并使用该方法对飞秒激光烧蚀铝靶产生的喷射物的超快相位演化过程进行了实验研究.与传统的纹影法不同,本文的相位检测方法使用相干光作为成像照明光,利用未透过样品的背景光作为参考光,借助透过样品后在纹影装置刀口处衍射的照明光与背景照明光的干涉,检测样品的相位;其最显著的优点是能够清晰反映被测样品mπ或2mπ(m为整数)的相位改变.利用该方法,结合抽运-探测技术,研究了激光流量为5.4J/cm2的50fs脉冲激光烧蚀铝靶产生的喷射物的超快相位演化.实验发现,烧蚀过程中形成的喷射物可分为三个相位不同的区域,分别对应等离子体态的喷射物、后续的垂直靶面喷射的物质和冲击波.其中,等离子体态的喷射物在0—9.0ns的时间延迟内,由于膨胀和电子复合作用,相位变化超过π;而后续的垂直靶面的喷射物在此时间内的相位变化没有超过π.

显微成像系统分辨率问题讨论(特邀)

空间分辨率是光学显微成像系统的核心指标,根据光学衍射理论,成像系统的空间分辨率由照明光波长与显微物镜的数值孔径共同决定。而在实际成像过程中,根据不同判据得出的显微成像系统分辨率略有差异,需要根据光源的相干性和被观测目标的结构等特征选择合适的判据来准确计算成像系统分辨率。通过理论分析和数值模拟,给出了不同情况下成像分辨率的计算方法,并对比了在相干光源和非相干光源照明下,对双缝目标和双点目标成像时成像分辨率的差异。

使用相干光照明的纹影成像装置进行相位测量的可行性研究

通过数值仿真研究了利用相干光照明的纹影成像装置测量物体相位的可行性。仿真结果表明,将纹影装置的刀口水平放置,并对具有均匀相位或仅沿水平方向变化的非均匀相位的正方形物体成像时,在像面上,物体外部上下区域之间的光强差与物体相位的正弦成正比。此外,对于相位仅沿垂直于刀口方向变化的非均匀正方形物体,如果相位变化限制在[kπ/2,(k+1)π/2](k是整数)的范围内,则像面上物体外部上下区域之间的光强差表示面积加权的平均相位的正弦。对于其它形状的物体也发现了类似的结论。利用相干光照明的纹影成像装置可以获得物体相位的正弦,从而确定在[kπ/2,(k+1)π/2](k是整数)范围内的相位值。此外,还研究了刀口位置,被测物体尺寸和透射率对相位测量的影响。这表明相干光照明的纹影成像装置可以确定物体相位的正弦值,并在物体相位变化不大时提供半定量的相位测量。

基于卷积神经网络的定量相衬显微技术(特邀)

定量相衬显微可以在无荧光标记的前提下实现对透明样品的高衬度、定量化相位成像,对活细胞及其动态过程观测具有重要意义。然而,传统的定量相衬显微需要记录3幅相移图像才能获得样品定量的相位图像,耗时较长。提出一种基于双通道卷积神经网络的定量相衬显微相位重建方法。该方法可以利用2幅相移图像获得样品的定量相位图像,将传统定量相衬显微的成像速度提高了1.5倍,重建速度提高了1个数量级。实验中,利用COS7细胞的数据对网络进行训练,该网络可以成功实现对3T3细胞的定量相位成像,说明该网络具有一定的泛化能力。该方法有望为活细胞以及亚细胞器互作网络的动态观测提供有力手段。