[发明专利]一种基于两次扫描的高分辨率光学扫描全息切片成像方法

权利要求书

1.一种基于两次扫描的高分辨率光学扫描全息切片成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）第一偏振分束器将同一光源发出的光分为两束，将该两束光分别经过处理后再通过第二偏振分束器聚光，聚合后的光在待测物体上产生干涉形成菲涅尔波带板；

（2）利用二维扫描镜控制该菲涅尔波带板的偏转，从而实现对待测物体的第一次二维扫描，得到包含切片信息                                                的第一矩阵方程；

（3）将待测物体向二维扫描镜的方向移动距离，对该待测物体进行第二次二维扫描，得到包含切片信息的第二矩阵方程；

（4）将第一矩阵方程和第二矩阵方程整合，使切片成像过程转化为一个最小化线性方程，并且根据共轭梯度算法，求解出切片信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于两次扫描的高分辨率光学扫描全息切片成像方法，其特征在于，所述步骤（1）中形成菲涅尔波带板的具体步骤如下：

（1a）通过第一偏振分束器将光分成两束；

（1b）一束光通过第一光瞳形成平面波，另一束光通过第二光瞳形成球面波；

（1c）平面波与球面波通过第二偏振分束器聚合，在待测物体上产生干涉形成时变的菲涅尔波带板，该菲涅尔波带板的值为：

                                     （1）

其中x,y,z为该物体的空间坐标，k为光的波数。

3.根据权利要求1所述的一种基于两次扫描的高分辨率光学扫描全息切片成像方法，其特征在于，所述步骤（2）中待测物体为两个离散切片的集合，两个切片的轴向位置分别为z₁和z₂，因此得到第一矩阵方程的具体实现方式如下：

（2a）将该待测物体进行第一次二维扫描，并得到二维全息图：

                   （2）

其中复函数为该待测物体的幅度信息，同时*代表二维卷积；

（2b）将菲涅尔波带板在z₁和z₂处的值分别转换为矩阵H₁(z₁)和H₁(z₂)；

（2c）将二维全息图与矩阵H₁(z₁)和H₁(z₂)结合起来得到第一矩阵方程：

         （3）

其中n₁为高斯白噪声，该高斯白噪声是长度为N²的一维矢量矩阵。

4.根据权利要求3所述的一种基于两次扫描的高分辨率光学扫描全息切片成像方法，其特征在于，所述步骤（3）中得到第二矩阵方程的具体实现方法如下：

（3a）将该待测物体向二维扫描镜的方向移动距离，因此两个切片的新轴向位置为：

                                                               （4）

                                 ；                      （5）

（3b）按照第一次二维扫描得到第一矩阵方程的方法得到第二矩阵方程：

       （6）

其中n₂为高斯白噪声，该高斯白噪声是长度为N²的一维矢量矩阵。