[发明专利]基于数字插值和相位迭代的全息显微成像方法

权利要求书

1.一种基于数字插值和相位迭代的全息显微成像方法，包括步骤：

S1：搭建一成像系统；

S2：利用所述成像系统获取一样品的全息图；

S3：对所述全息图做数字差值获得插值全息图；

S4：通过处理所述插值全息图，获得一第一像面处的光场分布；

S5：对所述第一像面处的光场分布进行一定次数迭代，获得所述样品所在平面所对应的一样品面的最终光场分布，并将其作为输出结果；

所述成像系统包括：一光源、一载物台、一成像器件、一透明平行平板和至少一样品；所述样品设置于所述载物台上，所述光源设置于所述样品的正上方，所述成像器件采集所述样品经所述光源照射产生的全息图；

所述S2步骤进一步包括步骤：

S21：通过所述成像器件获取所述样品的一第一全息图；

S22：将所述透明平行平板插入所述样品与所述成像器件之间以增加所述样品和所述成像器件之间的光程，且所述透明平行平板与所述样品所在平面平行；

S23：通过所述成像器件获取所述样品的一第二全息图。

2.根据权利要求1所述的基于数字插值和相位迭代的全息显微成像方法，其特征在于，所述S3步骤中：对所述第一全息图做数字差值获得一第一插值全息图，对所述第二全息图做数字差值获得一第二插值全息图；

所述S4步骤中：通过在所述样品面、所述第一插值全息图所对应的第一像面以及所述第二全息图所对应的第二像相面之间做相位迭代，获得所述第一像面处的光场分布；进一步包括步骤：

S41：根据角谱理论和所述第一插值全息图计算得到所述样品面的光场分布并传播得到所述第二像面处的光场分布；

S42：利用所述第二插值全息图的光场幅值替代所述第二像面处的光场分布的振幅，并将更新后的所述第二像面处的光场分布传播到所述样品面，获得所述样品面的光场分布；

S43：将所述样品面的光场分布传播到所述第一像面处，得到所述第一像面处的光场分布。

3.根据权利要求2所述的基于数字插值和相位迭代的全息显微成像方法，其特征在于，所述角谱传播理论的表达式为：

其中，U₂(x,y)为所述样品所在平面的光场分布，所述U₁(x,y)为所述第一全息图的光场分布；λ为波长；f_x为光波空间频率的x轴分量，f_y为光波空间频率的y轴分量，|U₂(x,y)|为光场幅值，为相位。

4.根据权利要求3所述的基于数字插值和相位迭代的全息显微成像方法，其特征在于，所述S42中根据公式(2)将所述第二插值全息图的光场幅值代入所述公式(1)中：

其中，|U_c(x,y)|为光场幅值，I_c为所述第二插值全息图的光场强度。