一种基于叠层成像和波前分离的新型无透镜成像方法

该文提出了一种基于叠层成像和波前分离的新型无透镜成像方法，其特点是快速收敛和高质量成像。在该方法中，在光源和样品之间插入一个调幅器进行光波调制。通过将这个未知的调制器横向平移到不同的位置，获得了一系列调制强度图像，用于定量物体恢复。

该方法原理：激光源穿过准直透镜形成平面波，然后准直光束照射随机二元振幅掩模，在样品上产生散斑场。

原理图

CCD和CMOS等光探测器仅记录光波的振幅分布;相位信息丢失。无透镜成像是一种基于单次或多次强度测量恢复完整波前的技术，在定量相位显微镜、生物医学成像和三维成像等各个领域都是必不可少的。为验证所提方法的有效性，课题组进行了实验。

实验装置

在本文中，课题组在物体的上游放置了一个二进制振幅模板，并通过在一个维度上横向移动模板来记录多个强度图。与扩散器相比，纯振幅调制只需要振幅重构，可以有效减少未知变量，从而减少测量次数。受波前分离思想的启发，记录了物体在没有掩模的情况下不同距离的衍射图;因此，可以有效地分离调制波前和目标波前，进一步加速收敛。

数值分析

该论文提出的一种基于随机二元振幅掩模的无透镜成像方法。借助叠层技术，结合波前分离思想，与原方法相比，该方法实现了较高的重构精度和较快的收敛速度。该技术在振幅、相位和生物样品回收方面的可行性。该方法简单，不需要复杂的算法，在无透镜成像领域具有潜在的应用前景。

审核编辑：汤梓红