基于叠层成像结构调制原理的大视场高分辨率无透镜片上成像系统设计.pdfVIP

杭州电子科战大学硕一七学位论文

摘要

在传统的光学显微系统中，想要提高成像的分辨率，必须增大显微物镜的数

值孔径值，但与此同时成像视场会缩小，视场和分辨率两者尤法同时兼顾。另一

方丽，尤透镜显做成像技术目前在计算成像领域中发挥着特别突山的作用，生技

术旨在实现大视场高分辨率成像。

本文在尤透镜成像的基础上加入叠层成像技术，并对传统叠层成像技术加以

波进。中要创新点在了，在尤透镜成{象系统中添加散射调制层来对物而光场信息、

进行调制，提山了一种新型的尤透镜片上成像系统。由于散射i司制层的在在，可

以使用豆相关算法精确计算山相11j衍射图像间的位移。

同时针对该系统设计了相位恢复算法，边过计算成像的方式恢复山物而光场

的复扳111画信息。进一步为了解决尤透镜显做成像系统中图像传感器的像京大小对

成像分辨率的限制，另一创新点在了，在相位恢复算法中添加上采样策略来实现

高分辨率成像。

按着，在单色光照明的基础上，加入多个波长(488nm、532nm和660nm)

的光同时对样本进行照明，并且波进相位恢复算法使其可以从单色衍射图像中恢

复山不同波长下样本的复扳111画信息。创新点在于将恢复山的样本报|幅信息视为彩

色图像的三个边道，并使用数字图像处理的方式合成彩色图像，从而实现了使用

单色图像传J:ß器对染色的样本进行彩色成像。

最后，设计了一种可便携、成本低廉的尤透镜显做成像装置，使用染色的食

道府病理切片、未染色的酵母菌菌落样牛;以及马铃薯块主组织切片来验证装置实

际的成像效果。

关键词:叠层成像，尤透镜片上成像，计算成像，相位恢复算法

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ABSTRACT

Forconventionalmicroscopeplatforms，且sadifficulttasktodesignahigh

numericalaperture(NA)lenswithdi旺raction-limitedperformanceoveralargefieldof

view.Asaresult,largefieldofv且wandhighspatialresolutioncannotbe邮ach

t

thesam曰et仙1m旧e.Le臼ns四sles阻sm1C川C盯ros囚Cωop何y，ontheotherhand,pμla町ys副an臼esp严e创旧C臼iall忖yp严ro咀mment

roleincomputational口imagingfieldaimedatachievinghighresolutionandlargefield

ofview

Inthispaper,ptychographicmodulationtechnologyisaddedinthelensless

microscopyplatform,andthetraditionalptychographyisimproved.Themain

innovationistoaddascatteringmodulationlayertothesystemtomodulatetheexit

wavefrontoftheobject.Alenslesson-chipmicroscopyviaptychographicmodulation

isproposed.Thankstothescatteringmodulationlayer,thecross-correlationalgorithm

canbeused