1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室， 上海 201800
2 中国科学院大学， 北京 100049
研究了一种基于强度传输方程（TIE）和角谱迭代传播算法的混合迭代算法。通过仿真和实验，对比了TIE算法与混合迭代算法在不同离焦距离下的相位恢复效果。结果表明，与TIE算法相比，混合迭代算法提升了大离焦距离下的相位恢复精度，同时提高了相位恢复的空间分辨率。该算法为高精度相位恢复提供了解决方案。
测量 相位恢复 强度传输方程 角谱传递函数 图像处理
1 成都信息工程学院电子工程学院, 四川 成都 610225
2 中国气象局大气探测重点开放实验室, 四川 成都 610225
3 成都信息工程学院网络工程学院, 四川 成都 610225
在Gerchberg-Saxton (GS)算法的基础上，引入光强传播方程法（TIE）和加速角谱迭代算法，提出了基于TIE的加速角谱迭代算法，实现了更加精准快速的相位恢复。该算法通过3个面的光强（一个输入面，两个输出面）进行相位恢复，首先通过光强传播方程得到初始的相位，进而使用加速角谱迭代算法进行进一步的迭代恢复相位。通过数值仿真得出，该算法在二维图像相位恢复过程中更加精准快速，抗噪性更强。在可恢复相位的控制范围内，迭代40次即可趋于稳定，均方根(RMS)误差可控制在10-6数量级。
图像处理 光计算 相位恢复 光强传播方程 加速角谱传递函数 激光与光电子学进展
2013, 50(2): 021002
1 四川大学 物理学院纳光子研究所,四川 成都 610064
2 中国科学院 光电技术研究所,四川 成都 610209
在传统GS算法的基础上,根据角谱传播理论并引入一简单的梯度,提出一种快速、高精度相位恢复迭代算法--加速角谱迭代法。该算法使用三个面(即一个输入面和两个输出面)的强度信息恢复输入面光场的相位分布。数值模拟结果表明,该算法能在二维情况下快速准确地恢复各种输入面光场的相位分布,并且大幅度地提高了复杂光场的相位恢复精度。在模拟实验中多次选取随机初始迭代值,该算法的收敛结果唯一,表明算法有良好的收敛性能。
光计算 相位恢复 迭代算法 加速角谱传递函数 复杂光场
1 华中师范大学物理系,武汉430079
2 湖北第一机械学校,武汉430074
3 华中理工大学固电系,武汉430074
用傅里叶角谱衍射理论推导了光子扫描隧道显微镜的标量和矢量角谱传递函数。计算表明,光子扫描隧道显微镜的角谱传递函数鲜明地分成两个区,即远场区和近场区。随着探针样品间距增大,近场区内的角谱其振幅迅速衰减,频率越高衰减越快,而相位保持不变;相反远场区内的角谱其振幅保持不变,而相位非均匀线性增加,频率越低增加越快。光子扫描隧道显微镜对近场角谱的采集能力是其突破瑞利衍射极限的关键。进一步根据角谱传递函数计算了不同样品的光子扫描隧道显微镜理论图像,分析了探针与样品的间距、探针孔径大小、照明光入射角等对光子扫描隧道显微镜成像的影响。
光子扫描隧道显微镜 角谱 角谱传递函数
