项目名称: 用隐身方法对散射介质后物体非侵入式成像

项目编号: No.11504243

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 吴克迪

作者单位: 深圳大学

项目金额: 24万元

中文摘要: 对散射介质后物体的非侵入式成像在科学和技术上一直是许多学科的主要研究目标。对散射介质后的物体成像技术是重要的观测和诊断工具,可以应用到天文观测、生物组织成像、微电子器件检测等领域。近期该领域取得了突破性进展,可以非侵入地观察一个完全隐藏散射介质后的物体。然而这种方法需要多角度地扫描照明和探测,更需要一个离线的数值图像重建步骤。本项目中我们提出用隐身方法屏蔽散射介质,对其后面的物体直接非侵入式成像。通过记录散射介质和它后面的物体的全息图,再用全息图生成共轭光波重新照射到物体上,我们可以清楚地观察厚散射介质后的物体。我们还将减少成像系统的响应时间到100毫秒以下实现对散射介质后的运动物体成像。在此基础上我们通过合成共轭滤波器和联合变换滤波器对散射介质后的100微米以下的物体进行特征识别。具有重要意义的是,我们的方法为实时、高速生物医学成像和集成设备的原位检查提供了新途径。

中文关键词: 成像技术;光学隐身;波前整形;时间反演

英文摘要: The ability to noninvasive image through turbid media has long been a major scientific and technological goal in many disciplines. Imaging through scattering medium is an essential observation and diagnostic tool in many fields such as astronomical observations, microscopic imaging in tissues and defects testing of microelectronic devices. A breakthrough has been made to observe objects that were completely hidden behind an opaque scattering medium. However, such approach needs not only to scan both illumination light and detector but further off-line procedures to numerically retrieve the image of the objects. In this project, we will propose an invisibility-based noninvasive method that can hide scattering medium and allows to directly image objects behind. By recording holograms of the objects through a scattering medium and then using the holograms produced time-reversal lights to re-illuminate the objects, we implemented to observe objects clearly that were hidden behind a thick scattering medium. We will also reduce the response time of the imaging system 100 milliseconds for the implementation of imaging the moving objects behind scattering medium. Furthermore, we will synthesis conjugate filters and joint transform filters for pattern recognition of the characteristics of the objects with feature size less than 100μm that were hidden behind scattering medium. Of importance, our method may be of great interest to generalists and specialists in many disciplines ranging from the life sciences and nanotechnology for real-time, high speed biomedical imaging of biological tissues and in-site inspection of integrated devices.

英文关键词: Imaging technology;Optical invisibility;Wavefont shaping;Time reversal

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