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哈尔滨理工大学于雪莲获国家专利权

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龙图腾网获悉哈尔滨理工大学申请的专利基于贝塞尔光束的无干涉编码孔径相关全息光谱成像方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119002214B

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-29发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411097215.X,技术领域涉及:G03H1/04;该发明授权基于贝塞尔光束的无干涉编码孔径相关全息光谱成像方法是由于雪莲;程绪坤;赵丽杭;尹皓;李佳;赵微;李秀芳;孙彦乾;王梓含设计研发完成,并于2024-08-10向国家知识产权局提交的专利申请。

基于贝塞尔光束的无干涉编码孔径相关全息光谱成像方法在说明书摘要公布了:本发明提出一种提高编码孔径相关全息成像系统光谱分辨率的方法,涉及计算光学成像领域。该方法复用贝塞尔光束和透镜相位掩膜,将物体的空间和光谱信息编码为全息图,并通过与对应波长的点扩散全息图互相关进行重建,实现多波长条件下的精确成像。本发明通过使用贝塞尔光束,在同一波长下仅需记录一幅物体全息图,无需多次记录,且具有较高的光谱敏感性及光谱分辨率。本发明可广泛应用于生物医学成像、遥感等多领域,提高图像质量和光谱分析能力。

本发明授权基于贝塞尔光束的无干涉编码孔径相关全息光谱成像方法在权利要求书中公布了:1.基于贝塞尔光束的无干涉编码孔径相关全息光谱成像方法,其特征在于,具体实现装置包括单色LEDLightEmittingDiode光源、第一透镜、目标物体、第二透镜、偏振片、孔径光阑、分光棱镜、相位型空间光调制器PSLMPhaseSpatialLightModulator和图像传感器,其中: 波长分别为660nm和520nm的单色LED光源发出的光束经过第一透镜后聚焦在目标物体上;目标物体的衍射光经过第二透镜变为准直的平行光,光束入射到偏振片,所述偏振片的偏振角度与所述PSLM调制角度相同,通过偏振片的光束被PSLM上加载的CPMCodedPhaseMask调制;调制后的光束入射到所述图像传感器,通过所述图像传感器分别记录红光以及绿光照射的物体全息图OHObjectHologram;记录方式不变,将目标物体替换为针孔,通过所述图像传感器记录红光以及绿光照射的点扩散全息图PSHPointSpreadHologram;将所述OH与PSH使用非线性重建NLRNon-LinearReconstruction算法,重建目标物体; 所述方法包括以下三个步骤: S1:首先将贝塞尔光束与透镜复用并取其相位作为CPM;贝塞尔光束在柱坐标系下光场表达式如下 Elρ,φ,z=Jlkrρexpilφ+ikzz 式中:ρ为径向坐标,φ为方位角坐标,z为轴向坐标,Jl为第一类l阶贝塞尔函数,kr和kz分别为径向和纵向波矢量,波矢λ为光波的波长;化简后的表达式如下 Elρ,φ=Jlkrρexpilφ 透镜相位表达式如下 式中:f为透镜焦距,x,y表示光束传播方向垂直截面上光场在直角坐标系中的坐标;复用贝塞尔光束与透镜相位表达式如下 将上述公式的相位作为I-COACH系统的CPM 式中:argJlkrρ为对Jlkrρ取相位角,值为0或者π; S2:分别记录红光和绿光照射下的点扩散函数和物体全息图;假设物平面有一物点其振幅为经过CPM调制后在图像传感器平面强度分布为 其中,定义垂直光束传播方向的物平面、PSLM平面及图像传感器平面上任意一物点的像素点坐标分别为xs,ys、x1,y1和x2,y2,表示所述图像传感器的坐标x2,y2,λ为光波波长,zs为物平面到CPM的距离,f0为CPM前面透镜的焦距,该透镜到CPM的距离近似看作为0,为CPM平面的坐标x1,y1,zh为CPM平面到所述图像传感器平面的距离;任意一个二维物体产生的强度分布可以表示为 其中:an为与物点相关的常数; 红光下记录的PSH为IPSH,1,OH为IOH,1;绿光下记录的PSH为IPSH,2,OH为IOH,2; S3:将红光照射下记录的IOH,1和绿光照射下记录的IOH,2叠加得到总的物体全息图IOH,sum;在NLR算法中首先需要将IOH以及IPSH变换到频域如下表示 其中:表示傅里叶变换; 使用红光PSH与总的物体全息图重建,得到红光照射下记录的物体1 使用绿光PSH与总的物体全息图重建,得到绿光照射下记录的物体2 其中:表示傅里叶逆变换;o和r分别是OH和PSH的振幅谱调节参数,范围均在-1到1之间。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术,可联系本专利的申请人或专利权人哈尔滨理工大学,其通讯地址为:150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路52号哈尔滨理工大学;或者联系龙图腾网官方客服,联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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