一种无透镜相干成像中寄生条纹抑制系统的制作方法

专利2025-04-25  13


本发明涉及无透镜相干成像领域,特别是涉及一种无透镜相干成像中寄生条纹抑制系统。


背景技术:

1、在无透镜相干成像系统中,由于采用相干光源,探测器窗口与成像目标之间来回反射的光束干涉,在探测器上形成寄生条纹。这个明暗相间的条纹叠加在图像上,降低了图像信噪比,阻碍了高质量的重建。特别是对于具有较高反射率的样品,例如金属样品、以较高折射率为基底的样品,这一噪声非常明显。取下探测器窗口能够有效抑制这一噪声,但并不是所有探测器都支持无窗口工作,例如红外和太赫兹波段的微测热辐射计阵列,由于真空封装,窗口无法取下。并且取下窗口的探测器更易损坏。为窗口镀增透膜是改善这一干扰的另一种方法,但在宽带上实现高效率增透仍是一个挑战;另外,也可以将物体倾斜放置,然后在重建过程中进行数值校正。但是角度参数估计以及数字校正的引入提高了重建复杂度。更大问题的是倾斜放置下,记录距离提高,数值孔径下降,从而降低了成像分辨率。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种无透镜相干成像中寄生条纹抑制系统,能够抑制无透镜相干成像中的寄生条纹,实现高质量的图像重建。

2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:

3、一种无透镜相干成像中寄生条纹抑制系统,所述系统包括相干光源、成像目标放置器、图像接收装置和上位机;

4、所述成像目标放置在所述成像目标放置器上;

5、成像目标放置器设置在所述相干光源和所述图像接收装置之间;

6、所述相干光源用于产生准直相干电磁波;

7、所述成像目标放置器用于按照预设移动规则带动所述成像目标沿所述准直相干电磁波的光轴移动,使得所述成像目标在多个位置处被所述电磁波透过;

8、所述图像接收装置与所述上位机连接;所述图像接收装置用于采集所述成像目标在多个位置处被所述电磁波透过后产生的图像,得到多个衍射波强度图,并将多个所述衍射波强度图传输至所述上位机;

9、所述上位机用于接收多个所述衍射波强度图,并对多个所述衍射波强度图进行叠加平均后,得到寄生条纹抑制后的衍射图像。

10、可选地,所述图像接收装置为阵列相机。

11、可选地,所述成像目标放置器与所述上位机连接;

12、所述上位机还用于控制所述成像目标放置器按照所述预设移动规则运动。

13、可选地,所述预设移动规则为所述成像目标沿光轴的一个方向移动且在所述电磁波的半波长范围内移动。

14、可选地,所述成像目标移动的步长为:

15、l=λ/(2n);

16、其中,l为成像目标移动的步长;λ为电磁波的波长,n为成像目标移动的次数,且n为大于1的整数。

17、根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:

18、本发明成像目标放置器用于放置成像目标,并且能通过上位机控制实现沿光轴的电磁波半波长范围内的微位移;相干光源出射电磁波后,经过成像目标,并被太赫兹波段的阵列相机接收;通过太赫兹波段的阵列相机得到的衍射波强度图传输至上位机;其中,成像目标在图像采集过程中需沿光轴微位移,通过上位机控制成像目标放置器的运动,实现半波长范围内图像的均匀采集,并把采集到的图像叠加平均后,寄生条纹得到抑制,同时不影响成像目标的衍射图案。本发明能够便捷地抑制无透镜相干成像系统中存在的电磁波在探测器窗口与成像目标之间来回反射形成的寄生条纹,实现无透镜相干成像高质量的图像重建。

19、附图说明

20、为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

21、图1为本发明实施例提供的一种无透镜相干成像系统的结构示意图。

22、图2为本发明实施例提供的石英基底产生的寄生条纹及其抑制结果示意图;图2的(a)为没有物的石英基底产生的寄生条纹噪声示意图;图2的(b)为均匀采集10幅图叠加平均后抑制寄生条纹的结果示意图;图2的(c)为没有石英基底和物时的电磁波光强分布示意图。

23、图3为本发明实施例提供的物面衍射光强图和无透镜相干衍射重建结果示意图;图3的(a)为常规的物面衍射光强示意图;图3的(b)为在采集过程中引入轴向微位移后获得的衍射光强图像示意图;图3的(c)为图2的(a)的无透镜相干衍射重建结果示意图;图3的(d)为图2的(b)的无透镜相干衍射重建结果示意图。



技术特征:

1.一种无透镜相干成像中寄生条纹抑制系统,其特征在于,所述系统包括相干光源、成像目标放置器、图像接收装置和上位机;

2.根据权利要求1所述的无透镜相干成像中寄生条纹抑制系统,其特征在于,所述图像接收装置为阵列相机。

3.根据权利要求1所述的无透镜相干成像中寄生条纹抑制系统,其特征在于,所述成像目标放置器与所述上位机连接;

4.根据权利要求1所述的无透镜相干成像中寄生条纹抑制系统,其特征在于,所述预设移动规则为所述成像目标沿光轴的一个方向移动且在所述电磁波的半波长范围内移动。

5.根据权利要求1所述的无透镜相干成像中寄生条纹抑制系统,其特征在于,所述成像目标移动的步长为:


技术总结
本发明公开一种无透镜相干成像中寄生条纹抑制系统,涉及无透镜相干成像领域。该系统包括:成像目标放置在成像目标放置器上;成像目标放置器置于相干光源和图像接收装置之间;相干光源产生准直相干电磁波;成像目标放置器按照预设移动规则带动成像目标沿准直相干电磁波的光轴移动,使得成像目标在多个位置处被电磁波透过;图像接收装置与上位机连接;图像接收装置采集成像目标在多个位置处被电磁波透过后产生的图像得到多个衍射波强度图,并传输至上位机;上位机接收多个衍射波强度图,并对多个衍射波强度图进行叠加平均后,得到寄生条纹抑制后的衍射图像。本发明能够抑制无透镜相干成像中的寄生条纹,实现高质量的图像重建。

技术研发人员:严强,李赜宇,孔维鹏,秦瑀,邹明芮,周逊
受保护的技术使用者:中国工程物理研究院激光聚变研究中心
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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