一種基于互補(bǔ)隨機(jī)抽樣的無透鏡衍射成像方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種無透鏡衍射成像方法，屬于衍射成像技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 無透鏡相干衍射成像（CDI)(參見文獻(xiàn)1)是一種利用物波的衍射強(qiáng)度圖樣計(jì)算物 波波前復(fù)振幅分布的技術(shù)，該技術(shù)在自適應(yīng)光學(xué)、光學(xué)精密測(cè)量、高分辨顯微成像等領(lǐng)域有 重要實(shí)際應(yīng)用。CDI技術(shù)的關(guān)鍵問題是怎樣從物波的衍射強(qiáng)度圖樣中恢復(fù)出物波波前的復(fù) 振幅信息（包括振幅信息和相位信息，其中主要是相位信息的恢復(fù)）。為解決波前復(fù)振幅的 恢復(fù)問題，人們已經(jīng)提出了很多方法。其中，全息干涉測(cè)量技術(shù)是最常用的一類方法，比如 同軸或離軸全息（參見文獻(xiàn)2-文獻(xiàn)10)，但是全息測(cè)量需要引入合適的參考光或者使用相 移算法。另一種是使用迭代算法（參見文獻(xiàn)11-文獻(xiàn)30)，這種方法的好處是不需要引入?yún)?考光，但待測(cè)波前的復(fù)振幅信息需要從其衍射強(qiáng)度圖樣中通過一種迭代運(yùn)算恢復(fù)出來。傳 統(tǒng)的迭代算法通常需要大量的迭代次數(shù)，并且存在迭代結(jié)果的非唯一性。為了提高迭代效 率和波前復(fù)振幅恢復(fù)的準(zhǔn)確性，人們也已經(jīng)提出了一些改進(jìn)的方法，如采用超抽樣法（參 見文獻(xiàn)14)、采用多幅衍射圖樣（參見文獻(xiàn)15-文獻(xiàn)22)、采用結(jié)構(gòu)光照明技術(shù)（參見文獻(xiàn) 23和文獻(xiàn)24)、采用相位板波前調(diào)制技術(shù)等（參見文獻(xiàn)25-文獻(xiàn)30)。但其中還有很多問題 亟待解決。例如，在已有得方法中，為了滿足迭代收斂條件，需要采用特殊支架，物體橫向尺 寸必須遠(yuǎn)小于圖像傳感器有效記錄平面的大小等。
[0003] 最近，Horisaki等人提出了一種基于二值隨機(jī)抽樣的⑶I方法（參見文獻(xiàn)31和文 獻(xiàn)32)。該方法通過理論分析和計(jì)算機(jī)模擬證明，通過在被測(cè)物體與圖像傳感器之間插入一 幅二值隨機(jī)抽樣（RS)屏可以解決波前復(fù)振幅恢復(fù)中存在的非唯一性和非收斂性問題。為 簡(jiǎn)單起見，在以下敘述中將這種方法稱為RS-CDI法。RS-CDI法較好地克服了傳統(tǒng)CDI方法 中對(duì)物體尺寸的限制。但由于在物體和記錄面之間引入了一個(gè)二值RS屏，該方法只能得到 物波波前復(fù)振幅的一組稀疏抽樣數(shù)據(jù)。盡管用壓縮感知算法（參見文獻(xiàn)33)也可以基于這 種稀疏抽樣數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)衍射成像，但對(duì)待測(cè)物物波的冗余性提出了較高的要求。
[0004] 上述所述及的文獻(xiàn)是指：
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