基于周期阵列抽样孔的非迭代实时相干衍射成像.PDFVIP

中国科学: 物理学 力学 天文学 2012 年 第42 卷 第5 期: 452–457 SCIENTIA SINICA Physica, Mechanica Astronomica SCIENCE CHINA PRESS 论 文 基于周期阵列抽样孔的非迭代实时相干衍射成像 ①* ② ② ① 魏功祥 , 国承山 ，张新廷 , 付圣贵 ① 山东理工大学理学院, 淄博 255049; ② 山东师范大学物理与电子科学学院, 济南 250014 *联系人, E-mail: weigx @ 收稿日期: 2011-07-10; 接受日期: 2012-02-28; 网络出版日期: 2012-04-10 国家自然科学基金资助项目(批准号:和 摘要 提出了一种从远场衍射强度图样实现实时相干衍射成像的非迭代方法. 该方法利用特殊设计的 周期正方阵列抽样针孔对待测物体的菲涅耳衍射场的波前进行抽样, 用CCD 记录其远场衍射图样. 在计 算机中对其处理, 可以直接从远场衍射图样的逆傅里叶变换中提取物波的抽样复振幅数据, 再利用标量 衍射理论对物体重现. 因为该方法只需要对一幅远场衍射图样进行测量, 避免了迭代算法, 而且从理论 上不需要透镜, 它可以在较广的波长范围内实现实时相干衍射成像. 关键词 相干衍射成像, 远场衍射, 相位恢复, 周期阵列抽样针孔, 傅里叶变换 PACS: 42.25.Hz, 42.30.Kq, 42.30.Rx, 42.30.Wb, 07.60.Ly doi: 10.1360/132011-776 [4] 无透镜相干衍射成像因为可以避免透镜有限大 相位提取实验 和从碳纳米管的衍射图样中进行相 [5] 小和像差的限制, 在许多不同的应用领域成为一个 干电子射线成像 . 虽然迭代算法只需要一幅衍射图 非常受关注的研究方向. 因为普通方法记录的强度 样, 但计算需要一个很长的迭代过程, 而且普遍存在 图像丢失了相位信息, 所以相干衍射成像最关键的 一个收敛问题, 可能有多个局部极小值, 因此会导致 问题是如何从记录的强度图像中提取相位或复振幅. 非单一解, 使其对复振幅物体进行成像时的局部分 [1] 离轴全息是最常用的一种无透镜成像方法 . 但对于 辨本领受到影响. [6] X 射线和电子波等高频波, 参考波源需要非常小, 其 现在, 一些非迭代算法也相继出现 . 基于扩展 [7,8] 空间频率受到很大限制. 而在同轴全息中, 虽然不需 目标的哈特曼波前传感器 就是一种已经普遍采用 要参考波, 但存在赝生像的干扰问题.