[發明專利]一種帶有負反饋調節的無透鏡成像方法

在審

• 申請號: 202110459324.1
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113189101A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 白劍;趙磊
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 賈玉霞

1.一種帶有負反饋調節的無透鏡成像方法，該方法在激光器的出射光路的光軸上依次布置有擴束器、待測平板、圖像傳感器，其特征在于，該方法包括如下步驟：

S1：使用所述圖像傳感器在某一位置上采集一幅含有所述的待測平板信息的衍射光斑；

S2：分別設置所述待測平板的支持域D、所述待測平板與所述圖像傳感器之間的距離d、負反饋權重系數β、相位優化步長step_phase、振幅優化步長step_amp、待測平板重建的迭代總數N、波前檢測的初始迭代計數i＝1、待測平板重建復振幅初始估計值g₁(x,y)，其中，(x,y)為所述待測平板的坐標；

S3：構建優化目標函數E

其中，I是在d位置處采集的衍射光斑，U是待測平板在位置d處的衍射積分；W(u,v)是權重分布，用來移除圖像傳感器上信噪比低的像素點和壞點。

S4：對所述待測平板的支持域D內的部分，首先采用公式(2)～(5)計算波前優化的相位梯度和振幅梯度Δa，然后更新待測波前的振幅和相位，并通過公式(6)對估計的波前進行梯度優化，得到所述支持域D內的復振幅

其中，g_i(x,y)表示第i次迭代的待測平板的復振幅輸入估計值，G_i(x,y)代表從待測面衍射計算到圖像采集面的復振幅，代表從圖像采集面逆衍射計算到待測面的復振幅，j是虛數，*代表取復共軛，Im()代表取虛部，Re()代表取實部，和分別代表衍射計算算子和逆衍射計算算子；

對所述待測平板的支持域D外的部分通過公式(7)～(9)來計算復振幅估計值

其中，β是權重常數，一般取0.75；

S5：計算下一次迭代的輸入復振幅

S6：如果iN，i＝i+1，并返回S4，否則結束迭代，獲得滿足衍射光斑約束的復振幅估計值；

S7：對S6獲得的復振幅估計值的振幅和相位分別使用去噪算法處理，移除噪聲影響，并截取支持域之內的復振幅估計值得到真實的待測平板復振幅。

2.根據權利要求1所述的帶有負反饋調節的無透鏡成像方法，其特征在于，所述S4中的衍射計算算子優先使用角譜衍射理論計算。

3.根據權利要求1所述的帶有負反饋調節的無透鏡成像方法，其特征在于，所述S7中的去噪算法優先使用BM3D去噪算法。

4.根據權利要求1所述的帶有負反饋調節的無透鏡成像方法，其特征在于，S4中的梯度優化的方法優選梯度下降法。