[發(fā)明專利]一種高分辨率衍射成像方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910684751.2
• 申請(qǐng)日: 2019-07-26
• 公開（公告）號(hào): CN110411983B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張福才;王航宇;何振飛;許文慧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南方科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/47
• 分類號(hào): G01N21/47
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

1.一種高分辨率衍射成像方法，其特征在于，包括：

步驟S110、根據(jù)待測(cè)物體的預(yù)設(shè)透過率函數(shù)和預(yù)設(shè)照明光波函數(shù)，以及待測(cè)物體與檢測(cè)器之間的距離，獲取所述檢測(cè)器位置處光的波函數(shù)；

步驟S120、分離所述檢測(cè)器位置處光的波函數(shù)得到第一振幅和第一相位；

步驟S130、根據(jù)所述檢測(cè)器接收到的光強(qiáng)度，第二波函數(shù)的強(qiáng)度以及所述檢測(cè)器的物理像素和計(jì)算樣本的尺寸對(duì)應(yīng)關(guān)系對(duì)所述第一振幅進(jìn)行修正得到第二振幅；其中，所述第二波函數(shù)的強(qiáng)度根據(jù)所述檢測(cè)器的相鄰兩個(gè)物理像素之間的間隔對(duì)第一波函數(shù)進(jìn)行重新采樣獲得，其中，所述第一波函數(shù)為對(duì)所述檢測(cè)器位置處光的波函數(shù)做平滑處理得到；

步驟S140、將所述第二振幅與所述第一相位合并形成所述檢測(cè)器位置處的波前估計(jì)；

其中，所述計(jì)算樣本為模擬計(jì)算中一個(gè)計(jì)算像素，所述計(jì)算像素的尺寸小于所述檢測(cè)器的物理像素尺寸；

步驟S150、根據(jù)所述檢測(cè)器位置處的波前估計(jì)，以及待測(cè)物體與所述檢測(cè)器之間的距離，獲取反向傳播所述波前估計(jì)至待測(cè)物體表面時(shí)的第三波函數(shù)；

步驟S160、根據(jù)所述第三波函數(shù)獲取待測(cè)物體的實(shí)際透過率函數(shù)和實(shí)際照明光波函數(shù)；

步驟S170、改變照明光在待測(cè)物體所在平面的位置，并重復(fù)所述步驟S110、所述步驟S120、所述步驟S130、所述步驟S140、所述步驟S150和所述步驟S160，直至遍歷了所有的測(cè)量位置，以完成一次迭代；

步驟S180、判斷是否滿足迭代終止條件,并在不符合迭代終止條件時(shí)進(jìn)行下一次迭代。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分辨率衍射成像方法，其特征在于，所述步驟S130包括：

步驟S131、對(duì)所述檢測(cè)器位置處光的波函數(shù)做平滑處理得到第一波函數(shù)；

步驟S132、根據(jù)所述檢測(cè)器的相鄰兩個(gè)物理像素之間的間隔對(duì)所述第一波函數(shù)進(jìn)行重新采樣，得到第二波函數(shù)；

步驟S133、根據(jù)所述檢測(cè)器接收到的光強(qiáng)度以及所述第二波函數(shù)的強(qiáng)度得到第一比例系數(shù)；

步驟S134、根據(jù)所述第一比例系數(shù)以及所述檢測(cè)器的物理像素和計(jì)算樣本的尺寸對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過數(shù)據(jù)內(nèi)插法得到第二比例系數(shù)；

步驟S135、根據(jù)所述第二比例系數(shù)對(duì)所述第一振幅進(jìn)行修正得到第二振幅。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分辨率衍射成像方法，其特征在于，所述步驟S110包括：

步驟S111、給定待測(cè)物體的預(yù)設(shè)透過率函數(shù)和預(yù)設(shè)照明光波函數(shù)；

步驟S112、根據(jù)待測(cè)物體的預(yù)設(shè)透過率函數(shù)和預(yù)設(shè)照明光波函數(shù)，計(jì)算得到透過待測(cè)物體后的出波的波函數(shù)；

步驟S113、根據(jù)所述出波的波函數(shù)，以及待測(cè)物體與檢測(cè)器之間的距離，獲取檢測(cè)器位置處光的波函數(shù)。

4.一種高分辨率衍射成像裝置，其特征在于，包括：

檢測(cè)器位置處光的波函數(shù)獲取模塊，用于根據(jù)待測(cè)物體的預(yù)設(shè)透過率函數(shù)和預(yù)設(shè)照明光波函數(shù)，以及待測(cè)物體與檢測(cè)器之間的距離，獲取所述檢測(cè)器位置處光的波函數(shù)；

振幅相位分離模塊，用于分離所述檢測(cè)器位置處光的波函數(shù)得到第一振幅和第一相位；

第二振幅獲取模塊，用于根據(jù)所述檢測(cè)器接收到的光強(qiáng)度，第二波函數(shù)的強(qiáng)度以及所述檢測(cè)器的物理像素和計(jì)算樣本的尺寸對(duì)應(yīng)關(guān)系對(duì)所述第一振幅進(jìn)行修正得到第二振幅；其中，所述第二波函數(shù)的強(qiáng)度根據(jù)所述檢測(cè)器的相鄰兩個(gè)物理像素之間的間隔對(duì)第一波函數(shù)進(jìn)行重新采樣獲得，其中，所述第一波函數(shù)為對(duì)所述檢測(cè)器位置處光的波函數(shù)做平滑處理得到；

波前估計(jì)獲取模塊，用于將所述第二振幅與所述第一相位合并形成的所述檢測(cè)器位置處的波前估計(jì)；

其中，所述計(jì)算樣本為模擬計(jì)算中一個(gè)計(jì)算像素，所述計(jì)算像素的尺寸小于所述檢測(cè)器的物理像素尺寸；

第三波函數(shù)獲取模塊，用于根據(jù)所述檢測(cè)器位置處的波前估計(jì)，以及待測(cè)物體與所述檢測(cè)器之間的距離，獲取反向傳播所述波前估計(jì)至待測(cè)物體表面時(shí)的第三波函數(shù)；

透過率函數(shù)及照明光波函數(shù)獲取模塊，用于根據(jù)所述第三波函數(shù)獲取待測(cè)物體的實(shí)際透過率函數(shù)和實(shí)際照明光波函數(shù)；

迭代模塊，用于改變照明光在待測(cè)物體所在平面的位置，直至遍歷了所有的測(cè)量位置，以完成一次迭代；

重復(fù)計(jì)算判斷模塊，用于判斷是否滿足迭代終止條件,并在不符合迭代終止條件時(shí)進(jìn)行下一次迭代。