买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：哈尔滨理工大学

摘要：本发明涉及一种基于矢量传输矩阵和互相关重建的透过散射介质成像方法，属于计算光学成像领域。本发明包括以下步骤：S1、测量矢量传输矩阵VTMVectorTransmissionMatrix；S2、分别记录聚焦光场和成像光场；S3、互相关重建图像。现有的传输矩阵成像技术已经在振幅，相位和偏振扰动上进行了广泛研究，但在复杂散射成像环境下通常会导致成像结果失真较大。本发明通过四步相移法测量矢量传输矩阵VTMVectorTransmissionMatrix，分别采集经过VTM进行波前矫正的聚焦光场和字母E的成像光场，利用互相关算法将聚焦光场的复振幅与成像光场的复振幅进行互相关重建，获得的成像结果比步骤S2中记录的成像光场更精确，在生物医学、地质勘探和物体检测等领域具有广泛的应用前景。

主权项：1.一种基于矢量传输矩阵和互相关重建的透过散射介质成像方法，其特征在于，所述方法具体实现装置包括激光器、衰减片、显微物镜、针孔、第一凸透镜、第二凸透镜、分光棱镜BSBeamSplitter、偏振分光棱镜PBSPolarizingBeamSplitter、12波片、第一相位型空间光调制器PSLMPhaseSpatialLightModulator、第二PSLM、第三凸透镜、散射介质、第四凸透镜、偏振片和图像传感器；定义与光路传播方向垂直截面的水平方向为0°，逆时针为正方向；所述方法包括以下三个步骤：S1，测量矢量传输矩阵VTMVectorTransmissionMatrix：使用Hadamard基以及四步相移方法来测量VTM元素，所述Hadamard基的元素为1或者-1；所述衰减片对所述激光器发出的线偏振度为45°光束的光强进行调整，所述显微物镜与所述针孔对激光进行滤波，所述第一凸透镜与第二凸透镜将激光变为扩束的平行光束；利用所述BS将平行光束分为透射光束和反射光束，所述PBS将其中一束透射光束分为透射的水平线偏振光和反射的垂直线偏振光；所述12波片将透射的水平线偏振光调整为垂直线偏振光，与所述第一PSLM的调制偏振轴对齐；所述第二PSLM的调制偏振轴与经过所述PBS反射的垂直线偏振光对齐；在所述第一PSLM与第二PSLM上加载Hadamard基并分别依次加载0、π2、π和3π2四个不同的相位值，所述第一PSLM与所述第二PSLM分别将两束光进行反射，其中先遮挡所述第二PSLM，所述第一PSLM反射光经过所述PBS透射，再经过所述BS进行分束，所述第三凸透镜将分束的反射光聚焦到所述散射介质，与所述第四凸透镜构成4f系统，再由所述偏振片进行检偏，通过所述图像传感器采集四个不同相位值的散斑强度图，分别记为和其中n表示第n个输出模式，然后对四个散斑强度图进行相移计算，得到水平偏振方向的传输矩阵： 其中，H代表水平偏振方向；同理，再遮挡所述第一PSLM，同样在所述第一PSLM上加载Hadamard基并分别依次加载0、π2、π和3π2四个不同的相位值，所述图像传感器依次采集四个不同相位值的散斑强度图，通过相移计算得到垂直偏振方向的传输矩阵SV，V代表垂直偏振方向，最终得到VTM；S2，分别记录聚焦光场和成像光场：垂直光束传播方向的任意平面上任意一点的像素点坐标定义为x,y；所述衰减片对所述激光器发出的光强进行调整，所述显微物镜与所述针孔对激光进行滤波，所述第一凸透镜与第二凸透镜将激光变为扩束的平行光束；利用所述BS将平行光束分为透射光束和反射光束，所述PBS将其中一束透射光束分为透射的水平线偏振光和反射的垂直线偏振光；所述12波片将透射的水平线偏振光调整为垂直线偏振光，与所述第一PSLM的调制偏振轴对齐；所述第二PSLM的调制偏振轴与经过所述PBS反射的垂直线偏振光对齐；在所述第一PSLM与所述第二PSLM中分别加载SH与SV，所述第一PSLM与所述第二PSLM分别将两束光进行反射，再利用所述PBS将水平偏振光与垂直偏振光合束；合束的光经过所述BS进行分束，所述第三凸透镜将分束的反射光聚焦到所述散射介质，与所述第四凸透镜构成4f系统，再由所述偏振片进行检偏，所述图像传感器依次采集聚焦光场与字母E的成像光场强度，通过强度传输方程分别获得两个光场的复振幅以及 其中，S为所述VTM，为转置共轭运算，为所述VTM的转置共轭的相位，φM为散射介质的相位，为所述理想物点的复振幅，为所述理想字母E的复振幅，Qa＝exp[iπaλ-1x2+y2]，d1为所述理想物点或所述理想字母E到所述PSLM的距离，d2为所述PSLM到所述图像传感器的距离，“*”表示卷积运算；S3，互相关重建图像：利用所述互相关算法将得到的所述聚焦光场复振幅与所述字母E的成像光场复振幅进行互相关重建，获得精确成像结果IXx,y： 其中，表示相关运算，δ表示狄拉克函数。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 哈尔滨理工大学 一种基于矢量传输矩阵和互相关重建的透过散射介质成像方法