一种实现透过散射介质聚焦的偏振相移相位共轭方法技术

本发明专利技术公开了一种实现透过散射介质聚焦的偏振相移相位共轭方法，包括：相位提取和相位共轭还原过程；相位提取过程基于偏振相移原理，通过调节参考光的偏振态，改变物光和参考光的相位差，利用相机提取系统获取物光和参考光的偏振相移干涉图，之后采用四步相移法提取物光场相位；相位共轭还原过程在空间光调制器上加载物光的相位共轭图，参考光直接照射后产生时间反演光从而实现透过散射介质聚焦。本发明专利技术结合偏振相移原理和相位共轭技术，能够克服散射介质的光散射特性，实现透过散射介质的光学聚焦。

A Polarization Phase Shift Phase Conjugation Method for Focusing Through Scattering Media

The invention discloses a polarized phase-shifting phase conjugation method for focusing through scattering medium, which includes phase extraction and phase conjugation reduction process; phase extraction process is based on polarization phase-shifting principle, by adjusting the polarization state of reference light, changing the phase difference between object light and reference light, using a camera extraction system to obtain polarized phase-shifting interferograms of object light and reference light, and then adopting a polarized phase-shifting interferogram of object light and reference light. Four-step phase-shifting method extracts the phase of light field; phase conjugation reduction process loads the phase conjugation map of object light on the spatial light modulator, and produces time-reversed light after direct irradiation of reference light to achieve focus through scattering medium. The present invention combines the principle of polarization phase shift and phase conjugation technology to overcome the light scattering characteristics of the scattering medium and realize the optical focusing through the scattering medium.

【技术实现步骤摘要】
一种实现透过散射介质聚焦的偏振相移相位共轭方法
本专利技术涉及散射介质光学成像领域，尤其涉及一种实现透过散射介质聚焦的偏振相移相位共轭方法。
技术介绍
光学聚焦是实现光学成像的前提，然而由于光在散射介质中发生随机散射扰乱了光波面，所以对于其内部目标难以直接实现光学聚焦和成像，是制约医学诊疗中成像深度和分辨率的重要因素。为了调控散射光波面，抑制光散射作用，人们相继提出了波前整形、传输矩阵等多种技术来实现透过散射介质的聚焦和成像。波前整形是利用特定聚焦观测点的信号作为反馈调节入射光场的一种方法，利用变形镜或空间光调制器实现对入射散射介质的光波进行预先调制，从而实现透过散射介质聚焦。传输矩阵是通过调节入射光波面，由出射光波面计算散射介质的传输矩阵，利用传输矩阵的运算实现特定位置的聚焦。光学相位共轭技术利用光波面的相位共轭调制实现光波的时间反演，使其能够有针对性地补偿波前畸变，抑制散射作用实现聚焦和成像，相比于传统的散射光成像技术，具有响应速度快，实时性强的特点。目前，数字光学相位共轭方式可控性强、灵敏度高、曝光时间短且无波长和光强限制，具有更广泛的应用前景，是相关领域的研究热点。专利技术内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现透过散射介质聚焦的偏振相移相位共轭方法，其特征在于，所述方法包括：相位提取和相位共轭还原过程；其中，相位提取过程基于偏振相移原理，通过调节参考光的偏振态，改变物光和参考光的相位差，利用相机提取系统获取物光和参考光的偏振相移干涉图，之后采用四步相移法提取物光场相位；相位共轭还原过程在空间光调制器上加载物光的相位共轭图，参考光直接照射后产生时间反演光从而实现透过散射介质聚焦；其中，所述相位提取系统具体为：激光器发出的一束激光经过光隔离器、第一1/2波片和偏振片后变为特定偏振方向的线偏振光，利用第一分光镜将其分为两束激光，一束光作为物光经过第二分光镜、第一物镜、散射片、第二物镜和第一1/...

【技术特征摘要】
1.一种实现透过散射介质聚焦的偏振相移相位共轭方法，其特征在于，所述方法包括：相位提取和相位共轭还原过程；其中，相位提取过程基于偏振相移原理，通过调节参考光的偏振态，改变物光和参考光的相位差，利用相机提取系统获取物光和参考光的偏振相移干涉图，之后采用四步相移法提取物光场相位；相位共轭还原过程在空间光调制器上加载物光的相位共轭图，参考光直接照射后产生时间反演光从而实现透过散射介质聚焦；其中，所述相位提取系统具体为：激光器发出的一束激光经过光隔离器、第一1/2波片和偏振片后变为特定偏振方向的线偏振光，利用第一分光镜将其分为两束激光，一束光作为物光经过第二分光镜、第一物镜、散射片、第二物镜和第一1/4波片被反射镜反射进入第三分光镜；另一束作为参考光经过第一透镜、滤光片、第二透镜和第二1/2波片后变为准直扩束光，与物光于第三分光镜处合束，一起垂直入射数字光学相位共轭系统。2.根据权利要求1所述的一种实现透过散射介质聚焦的...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛彬，张凯，王志洋，张好运，陈阳，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12