一种超分辨率数字全息成像系统和成像方法技术方案

本发明专利技术公开了一种超分辨率数字全息成像系统和成像方法，该成像系统是在传统的马赫‑曾德尔全息光路前加入一块透射式空间光调制器(SLM)，通过在SLM中生成不同方向的条纹图，从而产生不同方向的结构光，图像传感器采集到一系列结构光照明形成的全息图。该成像方法在计算机中对每一幅全息图进行傅里叶变换，并将这一系列全息图进行空间频域上的叠加，再解调其高频信息，最后使用数字全息的经典重建算法，实现对物体更高分辨率的成像。本发明专利技术为提升数字全息成像系统分辨率提供了新的解决思路。

A Super Resolution Digital Holographic Imaging System and Method

The invention discloses a super-resolution digital holographic imaging system and an imaging method. The imaging system adds a transmission spatial light modulator (SLM) in front of the traditional Mach Zehnder holographic light path, and generates structured light in different directions by generating fringe patterns in SLM. The image sensor collects a series of holograms formed by structured light illumination. In this method, each hologram is Fourier transformed in computer, and the series of holograms are superposed in spatial frequency domain, then the high frequency information is demodulated. Finally, the classical reconstruction algorithm of digital hologram is used to achieve a higher resolution image of the object. The invention provides a new solution for improving the resolution of the digital holographic imaging system.

【技术实现步骤摘要】
一种超分辨率数字全息成像系统和成像方法
本专利技术涉及数字全息成像
，具体为一种超分辨率数字全息成像系统和成像方法。
技术介绍
数字全息是将计算机技术和全息术相结合，利用图像传感器来替换原有的全息干板来记录全息图，并在计算机中对全息图进行处理。其不受光学系统的限制，直接记录干涉全息图，然后通过计算处理即可获得被测物体的结构信息，其纵向分辨率能达到亚纳米级别。数字全息显微技术不仅有其他光学测量技术的高精度、非接触等特点，而且系统简单，无需对被测物成像，无需扫描，所有滤波处理都通过计算机完成，具有较强的鲁棒性。因此数字全息显微技术被广泛应用于MEMS微结构应力观测、微结构动态参数及微生物的动态观察、粒子场的实时变换检测等。但是受现有图像传感器分辨率和尺寸的限制，数字全息的横向分辨率有待提高。
技术实现思路
本专利技术的目的是在不改变现有数字全息系统结构的基础上，通过结合结构光照明技术，提升数字全息成像的横向分辨率。提出一种超分辨率数字全息成像系统和成像方法，在常规的数字全息成像光路前加入一个透射式空间光调制器，将原有的成像系统的均匀光照明改造为结构光照明，让物体更高的空间频率进入图像传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超分辨率数字全息成像系统，其特征在于：激光器(1)同轴方向上依次放置衰减片(2)，扩束镜(3)产生较大的光束，再通过透射式SLM(4)生成结构光，后被第一分光平片(5)分为两束能量相同的光波；其中一束经过第一反射镜(6)反射后透射经过第二分光平片(10)平行出射在待测物体(11)表面，待测物体(11)表面反射光经过第二分光平片(10)反射后，进入图像传感器(12)作为物光；另一束经第一分光平片(5)反射作为参考光，经过第二反射镜(7)反射后，通过显微物镜(8)形成聚焦光束，后出射于显微物镜(8)焦平面上的针孔(9)，近而形成球面光波，再通过第二分光平片(10)，进入图像传感器(12)，...

【技术特征摘要】
1.一种超分辨率数字全息成像系统，其特征在于：激光器(1)同轴方向上依次放置衰减片(2)，扩束镜(3)产生较大的光束，再通过透射式SLM(4)生成结构光，后被第一分光平片(5)分为两束能量相同的光波；其中一束经过第一反射镜(6)反射后透射经过第二分光平片(10)平行出射在待测物体(11)表面，待测物体(11)表面反射光经过第二分光平片(10)反射后，进入图像传感器(12)作为物光；另一束经第一分光平片(5)反射作为参考光，经过第二反射镜(7)反射后，通过显微物镜(8)形成聚焦光束，后出射于显微物镜(8)焦平面上的针孔(9)，近而形成球面光波，再通过第二分光平片(10)，进入图像传感器(12)，与物光干涉后产生含有物体信息的干涉条纹被图像传感器(12)接收，然后通过算法解调出原始高频信息，重建物光波。2.根据权利要求1所述的一种超分辨率数字全息成像系统，其特征在于：透射式SLM放置于分光光路之前。3.根据权利要求1所述的一种超分辨率数字全息成像系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：金川，何渝，唐燕，魏宏斌，赵立新，胡松，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51