基于卷積可解陣列抽樣的波前檢測和衍射成像研究.pdf

1、光波前信息包括光的相位信息和振幅信息，振幅信息代表光波的強度信息，而波面形狀取決于光波的相位信息。雖然光學(xué)記錄介質(zhì)有了很好的發(fā)展，但是普通的記錄介質(zhì)只能記錄光波的強度信息，而不能記錄其相位信息?？焖贉蚀_地從所記錄的光場強度圖樣中將待測光波波前的相位信息檢測或恢復(fù)出來一直是現(xiàn)代光學(xué)多個研究領(lǐng)域需要解決的一個關(guān)鍵問題。因此研究各種相位恢復(fù)算法成為這一領(lǐng)域的主要課題。并且，由于波動現(xiàn)象的普遍性，波前相位信息的檢測不僅僅是一個光學(xué)問題，也是物理

2、學(xué)其他許多研究領(lǐng)域所關(guān)注的一個重要問題。特別是隨著基于波前相位恢復(fù)的無透鏡衍射成像技術(shù)用于極紫外或 X射線相襯成像研究的迅速開展，適用于不同應(yīng)用環(huán)境和波長的快速波前檢測或相位恢復(fù)技術(shù)已經(jīng)成為該研究領(lǐng)域的一個前沿和熱點研究內(nèi)容。
　　歷史上有很多相位恢復(fù)的方法，如全息法、夏克-哈特曼傳感器等，但是這些方法要么需要大量的計算過程，要么需要特殊的條件限制，對于動態(tài)實時檢測有很大的局限性。
　　在本文中，分別做了如下幾個方面的工作:

3、
　　1.對波前檢測技術(shù)進行了簡要介紹，總結(jié)和概述了波前檢測技術(shù)的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀。
　　2.對近些年來發(fā)展的幾種波前檢測和相位恢復(fù)方法進行了系統(tǒng)歸納。重點介紹了基于抽樣測量的波前檢測技術(shù)，如夏克-哈特曼傳感器、基于整函數(shù)的非迭代相位恢復(fù)方法等。
　　3.系統(tǒng)介紹了基于卷積可解陣列抽樣的檢測系統(tǒng)的基本原理，使衍射光場通過一個特殊設(shè)計的多針孔陣列，通過簡單的傅里葉變換可以恢復(fù)出物波的復(fù)振幅信息。通過利用基于卷積可解抽樣

4、陣列的波前檢測系統(tǒng)恢復(fù)了兩維物體，進行了計算機模擬研究，討論了其在X射線等高頻光波波段的適用性。在實驗過程中，設(shè)計了一個兩維物體，并對兩維物體進行了波前恢復(fù)。并且利用液晶空間光調(diào)制器生成了一個相位物體，實驗驗證了實現(xiàn)相位物體波前檢測和成像的可行性。
　　4.對于CCD記錄孔徑等可能對波前檢測產(chǎn)生的影響的因素進行了理論分析，并設(shè)計了多個 CCD孔徑和陣列孔徑，以熵值法為判據(jù)，進行了計算機模擬研究和實驗研究。理論分析和實驗結(jié)果表明，只