强吸收弱散射介质下的鬼成像实验研究

马云强，张子进，吴承启

（上海理工大学 理学院，上海 200093）

引 言

随着科学技术的不断提高，人们对成像质量的要求也越来越高，特别是在一些复杂的医学环境中。传统成像因其衍射极限的限制，复杂环境下的成像效果非常差，很多方法可以突破衍射极限成像[1]，其中鬼成像引起了广泛的关注[2-6]。与传统成像不同的是，鬼成像（GI）中一般有两条光束：一束通过包含物体的物臂，仅由单像素桶探测器探测到，另一束通过不包含物体的参考臂，记录有关光源的信息。本文采用最基本的鬼成像架构，设定实验所需参数并将物体置于强吸收弱散射介质中，最终将单像素探测器收集到的光强信息和CCD收集到的光源信息进行关联计算，从而得到物体的像。通过对鬼成像和传统成像直接进行对比可以发现，鬼成像在一定程度上削弱了散射的影响。当介质散射性质不变而吸收性逐渐增强时，传统成像的对比度逐渐降低而鬼成像基本保持不变。对成像结果的峰值信噪比进行分析可知，鬼成像在强吸收弱散射介质中成像优于传统成像。

1 实验架构设计及原理

激光照在旋转的毛玻璃上产生所需的赝热光源S，实验原理图如图1所示，用分光棱将赝热光分成两束：一束通过包含物体的物臂上，此束光通过含有物体的介质，又被另一个分光棱镜（BS）分成两束，一束通过透镜f1由单像素桶探测器Dt收集，另一束通过透镜f2由CCD1收集；另一束通过不包含物体的参考臂，经过透镜f3由CCD2收集。……