[发明专利]一种透过动态液体介质的散射成像装置和方法

权利要求书

1.一种透过动态液体介质的散射成像装置，其特征在于，包括光源及调节模块(1)、空间光调制器(2)、动态成像模块(3)和图像探测模块(4)，其中，

所述光源及调节模块(1)用于产生准直的高斯光束并入射至所述空间光调制器(2)；

所述空间光调制器(2)上加载有零阶贝塞尔光束的相位图样，用于将所述高斯光束调制为无衍射的零阶贝赛尔光束，并将所述零阶贝赛尔光束反射至所述动态成像模块(3)；

所述动态成像模块(3)包括毛玻璃(31)和动态散射介质(32)，所述毛玻璃(31)与所述动态散射介质(32)之间设置有待测目标(33)，所述毛玻璃(31)能够沿垂直于光路的方向旋转，用于对所述零阶贝赛尔光束进行散射，使其对所述待测目标(33)产生散斑照明；

所述动态散射介质(32)用于获得散斑照明后所述待测目标处光场的频谱信息，在成像过程中，所述动态散射介质(32)绕所述光路轴线旋转，旋转速度2000rpm；

所述图像探测模块(4)用于接收携带所述频谱信息的散斑图样；

所述动态散射介质(32)的制备过程包括：

步骤1：定制直径为15cm，厚度为1mm的圆形玻璃；

步骤2：定制外直径为15cm，内直径为13cm，厚度为1mm的圆环形透明亚克力板，且圆环上留有5mm的开口；

步骤3：将按步骤2定制的透明亚克力板放置于两个按步骤1定制的玻璃中，用AB胶水将玻璃与亚克力板粘贴牢固；

步骤4：用针管抽取液体散射介质；

步骤5：从圆环上的所述开口处灌入所述液体散射介质；

步骤6：用AB胶封住开口处，并将边缘再次密封。

2.根据权利要求1所述的透过动态液体介质的散射成像装置，其特征在于，所述光源及调节模块(1)包括依次沿光路设置的激光光源(11)、扩束器(12)、光阑(13)和第一透镜(14)，其中，

所述扩束器(12)和所述光阑(13)用于调节来自所述激光光源(11)的光束直径，以与所述空间光调制器(2)的调制靶面配合；

所述第一透镜(14)用于将所述光束调节为准直的高斯光束。

3.根据权利要求1所述的透过动态液体介质的散射成像装置，其特征在于，所述动态散射介质(32)设置在玻璃容器中，且所述玻璃容器绕所述光路轴线旋转。

4.根据权利要求1所述的透过动态液体介质的散射成像装置，其特征在于，所述动态散射介质(32)为脱脂牛奶、部分脱脂牛奶与水的混合液体、或者氧化锌溶液。

5.根据权利要求1所述的透过动态液体介质的散射成像装置，其特征在于，所述图像探测模块(4)包括第二透镜(41)和探测器(42)，其中，

所述第二透镜(41)用于将所述动态散射介质(32)处的携带所述待测目标频谱信息的散斑图样成像于所述探测器(42)上。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的透过动态液体介质的散射成像装置，其特征在于，所述空间光调制器(2)上还加载有一级衍射相位。

7.一种透过动态液体介质的散射成像方法，其特征在于，包括：

通过权利要求1至5中任一项所述的散射成像装置获取待测目标的多帧散斑图样；

根据所述多帧散斑图样计算所述待测目标的自相关信息；

根据所述自相关信息获取所述待测目标的傅里叶幅值信息，以重建出所述待测目标。

8.根据权利要求7所述的透过动态液体介质的散射成像方法，其特征在于，所述多帧散斑图样基于权利要求1至5中任一项所述的散射成像装置获得，并且，通过散射成像装置获取待测目标的多帧散斑图样，包括：

控制所述散射成像装置中的毛玻璃旋转n次，每次旋转角度为0.1°；

在所述探测器上接收到待测目标的n帧散斑图样I_n(x,y)：

I_n(x,y)＝|F[f_n(x,y)]|²，

其中，f_n(x,y)为透过所述待测目标后的光场。