一种实现透过散射介质聚焦的离轴数字全息相位共轭方法技术

本发明专利技术公开了一种实现透过散射介质聚焦的离轴数字全息相位共轭方法，所述方法包括：相位提取和相位共轭还原过程，其中，相位提取过程基于离轴数字全息原理，搭建相位提取系统，利用相位提取系统获取物光和参考光的离轴全息干涉图，并利用二维傅里叶变换和空间滤波得到相位共轭图；相位共轭还原过程中参考光照射在加载了相位共轭图的空间光调制器上，产生时间反演光从而实现透过散射介质聚焦。本方法基于离轴全息的原理，通过具有角度差的物光散斑和参考光的干涉图案来提取散斑相位，结合相位共轭还原实现散射光沿原路返回，抑制散射作用，进而实现透过散射介质的光学聚焦和成像。

An Off-axis Digital Holographic Phase Conjugation Method for Focusing Through Scattering Media

The invention discloses an off-axis digital holographic phase conjugation method for focusing through a scattering medium. The method includes phase extraction and phase conjugation reduction. The phase extraction process is based on the off-axis digital holography principle, a phase extraction system is built, an off-axis holographic interferogram of object light and reference light is obtained by the phase extraction system, and a two-dimensional Fourier transform is used. In the process of phase conjugation reduction, the reference light is illuminated on the spatial light modulator loaded with phase conjugation, which generates time-reversed light to focus through the scattering medium. Based on the principle of off-axis holography, the phase of speckle is extracted by the interference pattern of object speckle and reference light with angle difference, and the scattered light is returned along the original path by phase conjugation reduction, so as to suppress the scattering effect and realize optical focusing and imaging through scattering medium.

【技术实现步骤摘要】
一种实现透过散射介质聚焦的离轴数字全息相位共轭方法
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离轴数字全息相位共轭方法。
技术介绍
日常生活中，云、雾、牛奶、人体组织等均为光散射介质。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。传输矩阵是利用光场的矩阵化表示，并将散射介质当做一个特殊矩阵，核心是求解散射介质对应的矩阵参数，从而实现聚焦。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，是目前相关领域的研究热点。传统的光学相位共轭技术主要利用晶体作为光相位记录和恢复介质，记录时间长，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离轴数字全息相位共轭方法，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，相位提取过程基于离轴数字全息原理，搭建相位提取系统，利用相位提取系统获取物光和参考光的离轴全息干涉图，并利用二维傅里叶变换和空间滤波得到相位共轭图；相位共轭还原过程中参考光照射在加载了相位共轭图的空间光调制器上，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、1/2波片和偏振片后调节其偏振方向为水平方向，以保证空间光调制器的最大调制效率；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三分光镜、第一物镜、散射片和第二物镜...

【技术特征摘要】
1.一种实现透过散射介质聚焦的离轴数字全息相位共轭方法，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，相位提取过程基于离轴数字全息原理，搭建相位提取系统，利用相位提取系统获取物光和参考光的离轴全息干涉图，并利用二维傅里叶变换和空间滤波得到相位共轭图；相位共轭还原过程中参考光照射在加载了相位共轭图的空间光调制器上，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、1/2波片和偏振片后调节其偏振方向为水平方向，以保证空间光调制器的最大调制效率；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三分光镜、第一物镜、散射片和第二物镜被反射镜反射进入第二分光镜，另一束作为参考光经过第一透镜、滤光片和第二透镜后变为准直扩束光，与物光于第二分光镜处合束，一起进入数字光学相位共轭系统；数字光学...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛彬，张凯，郑字佳，马馨玉，王栋梁，齐睿，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12