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全息成像:工业相机在全息成像中的应用

2019-05-25 03:16:15 暂无 阅读:1047 评论:0

对透亮物体成像作为一种奇特的手艺,普遍应用于生物学、医学、工业机械视觉等范畴,个中特别涂层、样本染色、相位成像、构造光和多光谱成像等,都是透亮物体成像手艺的一种。然而,成长透亮物体成像手艺,在很多范畴都面临挑战。

数字全息成像(Digital holography)行使光波的振幅和相位数据来重建3D图像,是以可以供应主要的成像能力,甚至能够对透亮物体进行成像。使用尺度RGB局限以外的图像数据(例如多光谱成像),也能够增加数字全息成像的能力,用于显露之前没有被视察到的构造,进而获得观测物的额外数据。然而,凭据全息图像的发生方式,将多光谱手艺的长处运用到全息成像中,仍然面临挑战。

全息成像:工业相机在全息成像中的应用

图1:The Imaging Source的是非工业相机DMK 72BUC02,作为记录过问条纹系统装配的一部门。

近日,研究人员揭橥了一篇关于数字全息成像实验方案的文章,这套实验装配中包罗一个带有声光可调谐滤波器的过问仪和The Imaging Source公司的DMK 72BUC02单色工业相机。

研究人员的方针是增加拍摄到的数字全息图像的信息量,这对于视察透亮物体而言,将会是很重大的冲破。

工业相机获取的光波前数据

生成全息图像与相关光互相关注,为了生成全息图像,相关光源(即激光器)的光束被分成物光束(object beams)和参考光束(reference beams)。在数字全息拍照的情形下,由工业相机传感器记录物光束和参考光束所发生的过问图样,并以数字体式进行存储。然后,对这些光波前数据以数字体式进行重建,发生量化振幅还有相位图像,经由进一步处理,发生清楚的数字全息图像。

用来发生全息图像的相关光源根基上是单色的,而要发生多光谱全息图,来自分歧波长的多个相关光束的图像数据进行重建和融合,形成多光谱全息图。

在这些系统中,工作波长的鸠合平日是有限的,人们不克选择随意波长。同时,在很多情形下,在相当宽的光谱局限内研究一个样品是一件有趣的工作。是以,一个亟待解决的问题是斥地记录‘涉及准一连光谱调谐的多光谱全息图像’的方式。

声光滤波器调光实验装配

为了实现如许的实验系统,研究人员在马赫-曾德过问仪的进口处安装了一个宽带光源和可调谐声光(AO)滤波器,“设计用于在随意窄光谱距离内,形成光学透亮物体的数字全息图”。

全息成像:工业相机在全息成像中的应用

图2:由The Imaging Source是非工业相机DMK 72BUC02所捕获到的生物样本全息图,显露了典型的过问图样。

在实验中,物光波前和参考光波前经由分束器在空间上对齐,以形成干扰图样,然后由DMK 72BUCO2相机记录图像。相机前面安装一个长通滤波器,用于消弭配景光的干扰。经由调整“加到AO单元上的超声波频率”来调节工作波长。

经由在空间上星散配景零阶和+1阶和-1阶衍射阶,研究人员实现了离轴数字全息方案,可以捕捉透亮物体以及测试图案和生物样品的傅立叶全息图。

研究人员写道:“……随意光谱使获得多色全息图像成为或者,这些图像纰谬应于固定波长,但许可随意分列光谱组件。”

数字全息成像的应用

数字全息成像的非接触成像能力,使其稀奇适合于一些精美应用,如生物医疗应用中细胞和构造(尤其是活体标本)的研究;无损材料测试,如金属或复合材估中的内部缺陷检测;透亮介质中的折射率场;“在微概况重建、相构造研究、应力状况监测、粒子轨迹查询、显微镜、光学相关断层扫描等过程中,对各类物体的性质进行定性和正确定量剖析。”

本文所描述的手艺应在不需要多个相关光源的情形下“提高全息图像的信息性”,同时也有利于那些“必需同时研究透亮物体的振幅相位和光谱构造”的应用。(文:The Imaging Source)

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