螺旋位相復(fù)振幅調(diào)制應(yīng)用于邊緣增強(qiáng)成像及光束整形研究.pdf

1、近年來(lái)光學(xué)旋渦和軸對(duì)稱矢量光束因其特殊的位相與偏振特性得到廣泛的關(guān)注，他們?cè)诠鈱W(xué)成像，光學(xué)傳感，光學(xué)捕獲，光刻等領(lǐng)域的成功應(yīng)用為現(xiàn)代光學(xué)開啟一個(gè)新興研究領(lǐng)域。在這些新型光束調(diào)制中純位相型空間光調(diào)制器作為位相調(diào)制手段得到廣泛的應(yīng)用，但是在光束調(diào)制的應(yīng)用中常常同時(shí)需要對(duì)光束進(jìn)行位相與振幅的雙重調(diào)制，即復(fù)振幅調(diào)制。1999年以來(lái)Jeffrey A.Davis等人提出利用純位相型空間光調(diào)制器實(shí)現(xiàn)光束的復(fù)振幅調(diào)制，并從理論及實(shí)驗(yàn)上得到驗(yàn)證。在此理

2、論與實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，本論文主要研究對(duì)光學(xué)旋渦和軸對(duì)稱矢量光束進(jìn)行復(fù)振幅調(diào)制，實(shí)現(xiàn)光學(xué)顯微邊緣增強(qiáng)的噪聲抑制以及長(zhǎng)焦深無(wú)衍射光束產(chǎn)生。重點(diǎn)開展了以下幾個(gè)方面的研究：
　　 1.從理論上以及實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證類貝塞爾螺旋位相復(fù)振幅調(diào)制濾波器應(yīng)用于光學(xué)顯微邊緣增強(qiáng)系統(tǒng)中可以有效地抑制輸出圖像的噪聲，從而提高信噪比。將該濾波器的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)與普通螺旋位相調(diào)制濾波器，環(huán)形螺旋位相調(diào)制濾波器以及拉蓋爾-高斯螺旋位相復(fù)振幅調(diào)制濾波器進(jìn)行了對(duì)比，理論上證明

3、了該濾波器具有最好的光學(xué)顯微邊緣增強(qiáng)系統(tǒng)輸出圖像噪聲抑制效果。實(shí)驗(yàn)上對(duì)肺腺癌細(xì)胞進(jìn)行邊緣增強(qiáng)顯微鏡成像操作，通過類貝塞爾螺旋位相復(fù)振幅調(diào)制濾波得到輸出圖像噪聲有效抑制的理想結(jié)果。
　　 2.提出了利用歐拉螺旋位相復(fù)振幅調(diào)制器實(shí)現(xiàn)角向偏振光束的調(diào)制產(chǎn)生長(zhǎng)焦深無(wú)衍射聚焦的方法。從理論上利用Richards-Wolf矢量衍射理論計(jì)算了角向偏振光束在歐拉螺旋位相復(fù)振幅調(diào)制作用下聚焦的光場(chǎng)情況。結(jié)果表明未經(jīng)過調(diào)制的角向偏振光束聚焦焦深約為