波前編碼三維成像系統(tǒng)的研究及實(shí)現(xiàn).pdf

1、三維成像技術(shù)作為一種重要的應(yīng)用光學(xué)技術(shù)，被廣泛地應(yīng)用在材料、生物、醫(yī)療等各個(gè)行業(yè)之中。在微米材料的研究中，希望對(duì)樣品進(jìn)行三維成像，以獲得對(duì)樣品更全面的認(rèn)識(shí)。現(xiàn)有三維成像系統(tǒng)由于自身結(jié)構(gòu)的限制，導(dǎo)致其存在成像時(shí)間較長，需要多次成像并且靈活性有限等諸多劣勢(shì)。而使用兩步式成像的波前編碼光學(xué)技術(shù)可以有效解決這一問題。通過在傳統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)中插入一塊手性相位掩模板，使得整體系統(tǒng)對(duì)于離焦量的變化十分敏感。通過這種基于手性相位掩模板的被動(dòng)式三維成像波前

2、編碼光學(xué)系統(tǒng)對(duì)被測物體進(jìn)行編碼，得到中間的編碼圖像，再對(duì)其進(jìn)行處理，提取出其中所包含的被測物體的物距信息。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于被測物體三維圖像的重構(gòu)。
　　本文不僅從理論上推導(dǎo)出了改進(jìn)型手性相位掩模板的光學(xué)傳遞函數(shù)，還得到了對(duì)物距與點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)之間的解析關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，本文采用傅里葉光學(xué)的手段建立了編碼圖像和物距之間的理論關(guān)系，并以此為基礎(chǔ)，從編碼圖像中提取了物距信息，從而進(jìn)行三維圖像的重建。
　　本文在原有被動(dòng)式三維成像波前編碼光

3、學(xué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用液晶空間光調(diào)制器(Liquid Crystal Spatial Light Modulator,簡稱LC-SLM)替代手性相位掩模板，建立了一個(gè)被動(dòng)式三維成像波前編碼光學(xué)系統(tǒng)。通過實(shí)際的三維成像系統(tǒng)測試，在電荷耦合器件(Charge Coupled Device，簡稱CCD)相機(jī)上得到被測物體的中間圖像，并對(duì)其進(jìn)行分塊的物距信息提取，得到了被測物體的三維圖像。和實(shí)際物體進(jìn)行比對(duì)后，被動(dòng)式三維成像波前編碼光學(xué)系統(tǒng)的誤差