用隱身方法對散射介質後物體非侵入式成像

《用隱身方法對散射介質後物體非侵入式成像》是依託深圳大學，由吳克迪擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：用隱身方法對散射介質後物體非侵入式成像
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：吳克迪
• 依託單位：深圳大學

項目摘要

對散射介質後物體的非侵入式成像在科學和技術上一直是許多學科的主要研究目標。對散射介質後的物體成像技術是重要的觀測和診斷工具，可以套用到天文觀測、生物組織成像、微電子器件檢測等領域。近期該領域取得了突破性進展，可以非侵入地觀察一個完全隱藏散射介質後的物體。然而這種方法需要多角度地掃描照明和探測，更需要一個離線的數值圖像重建步驟。本項目中我們提出用隱身方法禁止散射介質，對其後面的物體直接非侵入式成像。通過記錄散射介質和它後面的物體的全息圖，再用全息圖生成共軛光波重新照射到物體上，我們可以清楚地觀察厚散射介質後的物體。我們還將減少成像系統的回響時間到100毫秒以下實現對散射介質後的運動物體成像。在此基礎上我們通過合成共軛濾波器和聯合變換濾波器對散射介質後的100微米以下的物體進行特徵識別。具有重要意義的是，我們的方法為實時、高速生物醫學成像和集成設備的原位檢查提供了新途徑。

結題摘要

過散射介質成像技術可以用作為一種重要的觀察和診斷工具，被廣泛套用於許多領域，例如天文觀測、生物組織中的顯微成像和微電子器件的缺陷測試等。然而，現有的大多數過散射介質成像的方法通常是侵入性的，因為它們需要通過在散射層後面放置檢測器或非線性材料來預先單獨獲得散射層的信息。此外，這些方法通常具有低空間解析度的特點，並且也難以分辨細節信息小於散射層的厚度或深度的物體。雖然最近有學者提出了一種突破性的方法來實現非侵入地觀察散射層後面的螢光物體，但仍然需要耗費時間的離線計算程式來重建物體的圖像。因此，該方法不適用於實時成像和現場測試。在本項目中，我們通過在磨砂玻璃（即散射介質）前面記錄物體的全息圖，可以獲得物光的共軛光波用以通過磨砂玻璃重新照明到物體上，並最終將磨砂玻璃的散射效果隱藏掉。最終，我們得以看見散射介質後隱藏的物體。該方法既不需要任何掃描技術也不需要離線處理的電腦程式。項目實施的實驗結果表明，本項目中我們提出的方法可以隱藏散射層，並且直接觀察到振幅調製型的物體。物體的特徵尺寸遠小於100毫米（從39毫到80毫米得到驗證），該尺寸小於散射介質的厚度即3毫米的深度。我們相信這種基於經典的傅立葉方法仍然可以在現代科學和技術中找到有趣的套用。