基于0-π相位模板的景深延拓技術研究.pdf

1、普通點對點的成像系統(tǒng)不足之處就是當物面和像面不共軛時,圖像迅速模糊。光學成像系統(tǒng)景深延拓則意味能包含更多的物方信息,在工業(yè)生產和科學研究中有著廣泛的應用前景,長期以來倍受研究者關注。本論文研究利用“0/π”二元相位模板實現光學系統(tǒng)景深延拓的成像技術。
　　本論文的主要研究工作如下:
　　從頻譜的角度分析了普通衍射受限成像系統(tǒng)離焦時光學傳遞函數的計算方法,給出了光學傳遞函數(OTF)曲線與離焦量的變化關系,分析了隨著離焦量的增

2、大,在通頻帶內會出現相位反轉和調制傳遞函數(MTF)曲線過零點現象,從而導致圖像高頻細節(jié)部分被截止,圖像出現模糊。為此提出了利用“0/π”二元相位模板實現通頻帶內相位的調制,提升截止頻率并實現通頻帶內無零點。
　　結合筒長無限顯微鏡,設計了大景深顯微成像系統(tǒng)。將點擴散函數按照歸一化光瞳函數的孔徑展開,通過分別設置0.1和0.05的對比度,利用0.1和0.01步距相結合的粗搜索和精搜索結合的算法,尋找最大截止頻率對應的最佳二元相位模

3、板參數,并從理論上分析了π相位的正、負相位誤差對MTF曲線的影響。
　　運用ZEMAX軟件,設計了筒長無限顯微系統(tǒng),并通過優(yōu)化得到最佳系統(tǒng)結構參數。分析了點擴散函數和調制傳遞函數在不同離焦參數,即不同物距變化量下的變化情況,并給出了分辨率板和字符仿真成像結果,比較了在相同物距變化量下,施加相位模板前后的圖像清晰度。
　　研究了利用液晶空間光調制器實現“0/π”二元相位板模擬的可行性。通過分析空間光調制器實現純相位調制的原理,

4、設計了利用干涉法測量相位變化的光路圖,并提出了利用二元峰-峰值計算相位移動量的算法,通過兩組不同偏振角的相位調制實驗,得到了相位調制度與輸入圖像灰度值之間的關系,確定出選取液晶空間光調制器前、后偏振片的角度分別為40°和160°,灰度值設為190時,可得到π相位調制。
　　根據理論計算和仿真的“0/π”二元相位模板的最佳半徑參數,運用液晶空間光調制器模擬“0/π”二元相位模板,并加入到4f系統(tǒng)中,分別對圓孔、雙縫、二維光柵字和字符