PIE成像技术及应用研究+MATLAB程序
时间:2019-12-08 15:38 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 摘要PIE（Ptychography Iterative Engine）成像作为一种新型的相干衍射成像（Coherent Diffrative Imaging）方法，是一种基于衍射理论、奈奎斯特抽样定理以及卷积定理，根据记录的图像傅里叶变换面的衍射强度，通过迭代算法重组被测物的相位分布的无透镜成像技术。本文首先对相干衍射的成像原理进行简述，然后利用MATLAB软件对PIE成像过程进行仿真设计， 接着利用空间光调制器和位移平台搭建实验光路， 记录图像的衍射光场，以此来实现图像的振幅和相位重组，验证PIE 图像重组的实际可行性。最后，并简单地介绍PIE成像的应用领域。 42537 毕业论文关键词 PIE 成像，相干衍射成像，相位重组，迭代算法 Title Research in PIE imaging technology and its application Abstract As a newly developed CDI(Coherent Diffractive Imaging)method, PIE(Ptychography Iterative Engine)is a lensless imaging technique, which could reconstruct the phase distribution of the object using the theories of diffraction, Nyquist sampling, and convolution. Firstly, a brief introduction is given in this thesis. Then the simulation design of the PIE imaging process is shown. Thirdly, the experiment is carried out using the spatial light modulator(SLM) and displacement platform. The amplitude and the phase of the object are reconstructed by substituting the recorded diffracted image into the iterative algorithm. And the result can verify the validity of PIE imaging. Lastly, the application of PIE imaging is briefly introduced. Keywords PIE, coherent diffraction imaging, phase retrieval, iterative algorithm 目次 1引言.1 1.1课题背景.1 1.2全息成像.1 1.3相干衍射成像.2 1.4本文研究内容.3 2PIE相关理论5 2.1光学基础理论.5 2.2PIE成像原理6 2.3PIE成像算法.11 3PIE仿真设计.13 3.1PIE仿真假设.13 3.2PIE仿真结果.14 4PIE成像实验及其结果分析.17 4.1实验光路图17 4.2实验仪器及其用途18 4.3实验光路的搭建19 4.4实验数据采集19 4.5实验数据处理21 4.6本章小结23 结论.24 致谢.25 参考文献26 附录A图像预处理程序28 附录BPIE成像仿真程序28
1 引言 1.1 课题背景 作为一种特殊的电磁波，光波的信息包括其强度信息和相位信息两方面。传统成像方法主要是利用物体不同部分对光波的吸收率不同，透射过物体的光在像面上不同区域亮度不一样，从而呈现出和物体结构相关的强度分布，这种强度分布就是能被记录介质直接记录的强度像[1]。 其优点在于每个物点都被转换为相应的一个像点，因此实验得出的结果更为直观地反映了物分布；后期的图像处理方便，对工作环境的要求也不高。但其缺点也随之产生，由于在成像过程中应用了透镜，那就不可避免地将产生像差，使得所成的像与物相比产生变形，不能够很好地恢复物的细节信息，同时对于透明物体，光波透过透明不吸收光波的物体时强度几乎不产生变化， 这时成像就会变得困难。由于上述一系列缺点，新的成像方式应运而生。新的成像方式是通过恢复物的相位分布来重现物分布的，目前较为成熟的相位成像方法主要分为全息成像和相干衍射成像两种方法。 |