非相干编码孔径相关全息的研究进展

计婷; 张乐; 李伟; 孙雪莹; 王剑南; 刘杰涛; 邵晓鹏

doi:doi:10.3788/LOP56.080005

激光与光电子学进展, 2019, 56 (8): 080005, 网络出版: 2019-07-26

非相干编码孔径相关全息的研究进展下载： 1623次封面文章

Research Progress of Incoherent Coded Aperture Correlation Holography

计婷 ^**张乐李伟孙雪莹王剑南刘杰涛邵晓鹏 ^*

作者单位

西安电子科技大学物理与光电工程学院, 陕西西安 710071

图 & 表

图 1. 成像光路示意图。(a) COACH[32];(b) I-COACH[35];(c) LI-COACH[36];(d)散射成像[39]

Fig. 1. Schematic of imaging optical paths. (a) COACH[32]; (b) I-COACH[35]; (c) LI-COACH[36]; (d) scattering imaging[39]

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图 2. 利用G-S算法生成CPM的流程图[36]

Fig. 2. Flow chart of CPM generation with G-S algorithm[36]

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图 3. 归一化重建强度与针孔距透镜L2焦平面的轴向距离之间的关系[32]

Fig. 3. Relationship between normalized reconstruction intensity and axial distance of pinhole from focal plane of lens L232

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图 4. 常规成像系统、FINCH和COACH的成像结果图[32]

Fig. 4. Imaging results of regular imaging system, FINCH and COACH[32]

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图 5. 不同(o,r)对应的非线性重建结果[37]

Fig. 5. Nonlinear reconstruction results corresponding to different (o,r)[37]

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图 6. 混合FINCH-COACH光学结构示意图[43]

Fig. 6. Structural diagram of hybrid FINCH-COACH[43]

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图 7. 归一化重建强度与轴向距离之间的线性关系[43]

Fig. 7. Linear relationship between normalized reconstruction intensity and axial distance[43]

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图 8. 不同传输因子对应成像结果[43]

Fig. 8. Imaging results corresponding to different transmission factors[43]

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图 9. 当CPM数量不同时,COACH的平均重建结果[43]

Fig. 9. Average reconstruction results of COACH for different numbers of CPMs[43]

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图 10. 4D成像的COACH结构[33]

Fig. 10. COACH configuration for 4D imaging[33]

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图 11. 光谱重建结果[33]

Fig. 11. Spectral reconstruction results[33]

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图 12. 基于散射介质对数字“5”的非线性重建,比例尺:350 μm[39]

Fig. 12. Nonlinear reconstruction of digit ‘5’ based on scattering medium, scale bar: 350 μm[39]

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图 13. 单镜头COACH成像系统[47]

Fig. 13. Single camera COACH imaging system[47]

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图 14. 单镜头COACH成像系统CPM合成示意图[47]

Fig. 14. Schematic of CPM synthesis for single camera COACH imaging system[47]

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图 15. I-COACH扩展视场的原理图[48]

Fig. 15. Schematic of field of view extension for I-COACH[48]

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图 16. PAIS光学结构示意图[52]

Fig. 16. Structural diagram of PAIS[52]

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图 17. 不同半径的PAIS系统成像结果[52]

Fig. 17. Imaging results of PAIS systems with different radii[52]

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表 1COACH及其相关系统的分辨率

Table1. Resolutions of COACH and related systems

System	Lateral resolution	Axial resolution
Regular imagingsystem	0.61λ/NA^[42]	$\begin{matrix} 2 λ / {(NA)}^{2}^{[42]} \end{matrix}$
COACH	1.22λf₀/D^[32]	$\begin{matrix} 2 λ / {(NA)}^{2}^{[32]} \end{matrix}$
I-COACH	1.22λz_s/D^[35]	8λ $\begin{matrix} (z_{s} {/ D)}^{2}^{[35]} \end{matrix}$
LI-COACH	Max(d,1.22λz_s/D)^[36]	Max[8d²/λ,8λ $\begin{matrix} (z_{s} {/ D)}^{2} \end{matrix}$ ]^[36]

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计婷, 张乐, 李伟, 孙雪莹, 王剑南, 刘杰涛, 邵晓鹏. 非相干编码孔径相关全息的研究进展[J]. 激光与光电子学进展, 2019, 56(8): 080005. Ting Ji, Le Zhang, Wei Li, Xueying Sun, Jiannan Wang, Jietao Liu, Xiaopeng Shao. Research Progress of Incoherent Coded Aperture Correlation Holography[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2019, 56(8): 080005.

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图 1. 成像光路示意图。(a) COACH[32];(b) I-COACH[35];(c) LI-COACH[36];(d)散射成像[39]

Fig. 1. Schematic of imaging optical paths. (a) COACH[32]; (b) I-COACH[35]; (c) LI-COACH[36]; (d) scattering imaging[39]

图 2. 利用G-S算法生成CPM的流程图[36]

Fig. 2. Flow chart of CPM generation with G-S algorithm[36]

图 3. 归一化重建强度与针孔距透镜L2焦平面的轴向距离之间的关系[32]

Fig. 3. Relationship between normalized reconstruction intensity and axial distance of pinhole from focal plane of lens L232

图 4. 常规成像系统、FINCH和COACH的成像结果图[32]

Fig. 4. Imaging results of regular imaging system, FINCH and COACH[32]

图 5. 不同(o,r)对应的非线性重建结果[37]

Fig. 5. Nonlinear reconstruction results corresponding to different (o,r)[37]

图 6. 混合FINCH-COACH光学结构示意图[43]

Fig. 6. Structural diagram of hybrid FINCH-COACH[43]

图 7. 归一化重建强度与轴向距离之间的线性关系[43]

Fig. 7. Linear relationship between normalized reconstruction intensity and axial distance[43]

图 8. 不同传输因子对应成像结果[43]

Fig. 8. Imaging results corresponding to different transmission factors[43]

图 9. 当CPM数量不同时,COACH的平均重建结果[43]

Fig. 9. Average reconstruction results of COACH for different numbers of CPMs[43]

图 10. 4D成像的COACH结构[33]

Fig. 10. COACH configuration for 4D imaging[33]

图 11. 光谱重建结果[33]

Fig. 11. Spectral reconstruction results[33]

图 12. 基于散射介质对数字“5”的非线性重建,比例尺:350 μm[39]

Fig. 12. Nonlinear reconstruction of digit ‘5’ based on scattering medium, scale bar: 350 μm[39]

图 13. 单镜头COACH成像系统[47]

Fig. 13. Single camera COACH imaging system[47]

图 14. 单镜头COACH成像系统CPM合成示意图[47]

Fig. 14. Schematic of CPM synthesis for single camera COACH imaging system[47]

图 15. I-COACH扩展视场的原理图[48]

Fig. 15. Schematic of field of view extension for I-COACH[48]

图 16. PAIS光学结构示意图[52]

Fig. 16. Structural diagram of PAIS[52]

图 17. 不同半径的PAIS系统成像结果[52]

Fig. 17. Imaging results of PAIS systems with different radii[52]

表 1COACH及其相关系统的分辨率

Table1. Resolutions of COACH and related systems

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图 1. 成像光路示意图。(a) COACH[32];(b) I-COACH[35];(c) LI-COACH[36];(d)散射成像[39]

Fig. 1. Schematic of imaging optical paths. (a) COACH[32]; (b) I-COACH[35]; (c) LI-COACH[36]; (d) scattering imaging[39]

图 2. 利用G-S算法生成CPM的流程图[36]

Fig. 2. Flow chart of CPM generation with G-S algorithm[36]

图 3. 归一化重建强度与针孔距透镜L2焦平面的轴向距离之间的关系[32]

Fig. 3. Relationship between normalized reconstruction intensity and axial distance of pinhole from focal plane of lens L232

图 4. 常规成像系统、FINCH和COACH的成像结果图[32]

Fig. 4. Imaging results of regular imaging system, FINCH and COACH[32]

图 5. 不同(o,r)对应的非线性重建结果[37]

Fig. 5. Nonlinear reconstruction results corresponding to different (o,r)[37]

图 6. 混合FINCH-COACH光学结构示意图[43]

Fig. 6. Structural diagram of hybrid FINCH-COACH[43]

图 7. 归一化重建强度与轴向距离之间的线性关系[43]

Fig. 7. Linear relationship between normalized reconstruction intensity and axial distance[43]

图 8. 不同传输因子对应成像结果[43]

Fig. 8. Imaging results corresponding to different transmission factors[43]

图 9. 当CPM数量不同时,COACH的平均重建结果[43]

Fig. 9. Average reconstruction results of COACH for different numbers of CPMs[43]

图 10. 4D成像的COACH结构[33]

Fig. 10. COACH configuration for 4D imaging[33]

图 11. 光谱重建结果[33]

Fig. 11. Spectral reconstruction results[33]

图 12. 基于散射介质对数字“5”的非线性重建,比例尺:350 μm[39]

Fig. 12. Nonlinear reconstruction of digit ‘5’ based on scattering medium, scale bar: 350 μm[39]

图 13. 单镜头COACH成像系统[47]

Fig. 13. Single camera COACH imaging system[47]

图 14. 单镜头COACH成像系统CPM合成示意图[47]

Fig. 14. Schematic of CPM synthesis for single camera COACH imaging system[47]

图 15. I-COACH扩展视场的原理图[48]

Fig. 15. Schematic of field of view extension for I-COACH[48]

图 16. PAIS光学结构示意图[52]

Fig. 16. Structural diagram of PAIS[52]

图 17. 不同半径的PAIS系统成像结果[52]

Fig. 17. Imaging results of PAIS systems with different radii[52]

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