【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种单色化方法，具体涉及一种实现宽带光相干衍射成像的单色化方法。
技术介绍
1、相干衍射成像技术是一种不依赖透镜等成像元件的高分辨成像技术，通过探测器直接采集光照射样品后的衍射图像，利用相位恢复迭代算法(样品出射波和远场衍射波呈傅里叶变换关系)，重构出样品的图像信息。这种方法不受成像光学元件的限制，分辨率主要和照射光波长有关，已广泛应用于生物、材料等研究中对样品的二维和三维高分辨成像。
2、现有相干衍射成像装置，具有非常简单的结构，如图1所示，通常是将照射光准直或聚焦的方式照射衍射样品，在衍射样品处发生衍射，通过探测器直接记录衍射图样，再通过迭代反演算法处理衍射图样获得衍射样品图样。然而在现有相干衍射成像方法中，要求照射光具有较高的时间相干性，即要求照射光需要为单色光或很窄的光谱范围，如果照射光为宽带光，即照射光的光谱范围较大，则衍射图样为模糊图样，难以实现图像的反演，从而无法获得样品信息。
3、目前，人们对基础科学的研究不仅需要实现高的空间分辨，还需要结合高的时间分辨。对于相干衍射成像技术，这种高时间分辨就要求采用超快激光作为照射光源。然而根据变换极限原理，越窄脉宽的激光其光谱就越宽，尤其是到了阿秒时间尺度，其全光谱带宽和中心波长比可以达到100％甚至更高(53-attosecond x-ray pulses reach the carbonk-edge,nature communications,2017,8:168)。
4、为了实现宽带光的相干衍射成像，科学家们提出了一种p
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有宽带光的相干衍射成像采用单色化方法存在带宽和中心波长比较小的问题，以及采用层叠扫描方法存在难以实现高时间分辨的技术问题，而提出的一种实现宽带光相干衍射成像的单色化方法。
2、为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
3、一种实现宽带光相干衍射成像的单色化方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
4、步骤1、使用探测器采集复色光衍射图样；
5、步骤2、利用预先测得的复色光光谱将复色光衍射图样转化为单色光衍射图样；
6、定义：复色光衍射图样为矢量a，单色光衍射图样为矢量b；则矢量a和矢量b满足如下关系：a＝cb＝σancnb；式中：an为复色光光谱，cn为缩放矩阵；矩阵c为缩放矩阵的加权和；n为各光谱成分，σ为对所有光谱成分求和；
7、步骤2.1、利用复色光衍射图样自相关函数的特性获取缩放矩阵cn；
8、步骤2.2、基于矩阵c，通过迭代算法获取单色光衍射图样b，实现复色光衍射光谱的单色化。
9、进一步地，步骤2.1中，所述缩放矩阵cn表示为：
10、cnb＝crop{ft{pad[ft-1(b)]}}；
11、其中ft和ft-1的位置可替换。
12、进一步地，在步骤2.2中，所述迭代算法含有迭代核ct(a-cb)，包括但不限于：
13、bn+1＝bn+2kct(a-cb)；
14、式中：bn为第n次迭代的单色光衍射图样；参数k为迭代步长。
15、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
16、本专利技术基于复色光衍射图样自相关函数特性的方法构建更精确的缩放矩阵，再采用迭代的方式实现高质量单色化，可以突破相干衍射成像技术中照明光的光谱范围限制，实现超宽谱(全谱宽和中心波长比大于100％)相干衍射成像，对实现具有高时间分辨的相干衍射成像具有非常重要的意义。
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1.一种实现宽带光相干衍射成像的单色化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种实现宽带光相干衍射成像的单色化方法，其特征在于，步骤2.1中，所述缩放矩阵表示为：
3.根据权利要求1或2所述的一种实现宽带光相干衍射成像的单色化方法，其特征在于，在步骤2.2中，所述迭代算法含有迭代核CT(a-Cb)，包括：
【技术特征摘要】
1.一种实现宽带光相干衍射成像的单色化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种实现宽带光相干衍射成像的单色化方法，其特征在于，步骤2.1中，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：李博洋，王虎山，付玉喜，肖泽华，曹华保，黄沛，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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