[發明專利]動態局部超分辨成像系統及光場超振蕩器件的設計方法

在審

• 申請號: 202210828827.6
• 申請日: 2022-07-14
• 公開（公告）號: CN115145025A
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 常軍;穆郁;黃翼;鐘樂;張文超
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;G06F30/27;G06N3/08;G06N3/12;G06F111/04
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 張利萍

1.一種光場超振蕩器件設計方法，其特征在于，具體步驟包括：

所述光場超振蕩器件(5)為加工有至少1個環帶的平板透鏡；

對每一個環帶，確定超分辨倍率G，并建立系統的目標函數和約束條件；

將超分辨倍率、目標函數和約束條件代入遺傳算法，得到光場超振蕩器件(5)的環帶寬度。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述目標函數為maxl(0)，其中I(0)為中心超振蕩焦斑的強度。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述約束條件為：

I(r_s)＝0

t_r＝0,1

I(r_s)為第一零點位置的光強，r_s表示超分辨焦斑的第一零點位置，I(ρ)為中心超振蕩焦斑的光強，v為中心超振蕩焦斑所在的焦面的極坐標半徑，I(1)為視場內最高旁瓣的光強，L表示局部視場區域，M₁表示中心超振蕩焦斑的光強與視場內最高旁瓣的光強的比值，t_r表示振幅透過率。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，根據調制振幅要求，在不同的r_s處，當振幅關閉時，振幅透過率t_r為0；當振幅開啟時，振幅透過率t_r為1。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，環帶的加工方法包括激光直寫和離子束曝光。

6.一種動態局部超分辨成像的系統，其特征在于，包括孔徑光闌(1)、成像物鏡(2)、中繼轉像鏡組(4)、光場超振蕩器件(5)和探測器像面(6)；

光場超振蕩器件(5)為加工有環帶的平板透鏡，采用如權利要求1-5所述的方法進行加工設計；

孔徑光闌(1)、成像物鏡(2)、中繼轉向鏡組(4)和探測器像面(6)沿橫向光軸從左至右依次同心排列，所述中繼轉向鏡組(4)由前后兩片凸透鏡組成，光場超振蕩器件(5)位于中繼轉向鏡組(4)的兩片凸透鏡之間，且所述光場超振蕩器件(5)與前面的凸透鏡之間的距離大于所述光場超振蕩器件(5)與后面的凸透鏡之間的距離；光線經過孔徑光闌(1)，入射到成像物鏡(2)上，入射光線進入中繼轉向鏡組(4)，并經過其中的光場超振蕩器件(5)，入射光線經過環帶，光強被調制，最終在探測器像面(6)上成像。

7.如權利要求6所述的系統，其特征在于，所述環帶的數量為8。

8.如權利要求6所述的系統，其特征在于，所述平板透鏡采用透射式液晶空間光調制器的形式。