改善共焦系统轴向分辨率的位相型光瞳滤波器 被引量：14

1

作者 刘力 邓小强 +1 位作者 王桂英 徐至展 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期48-51,共4页

利用约束全局优化算法———CGO算法 ,设计了两种用于共焦系统的三区位相型光瞳滤波器 .第一种滤波器在不改变系统的横向分辨率的同时 ,可以大幅度地提高轴向分辨率 ,提高了系统的层析能力 .第二种滤波器在提高系统轴向分辨率的同时 ,... 利用约束全局优化算法———CGO算法 ,设计了两种用于共焦系统的三区位相型光瞳滤波器 .第一种滤波器在不改变系统的横向分辨率的同时 ,可以大幅度地提高轴向分辨率 ,提高了系统的层析能力 .第二种滤波器在提高系统轴向分辨率的同时 ,又能提高其横向分辨率 ,适用于系统的三维成像 . 展开更多

关键词 CGO算法 光瞳滤波器 超分辨 共焦系统

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利用变迹术和相干门相结合实现光学相干层析成像术轴向超分辨 被引量：10

2

作者 周琳 丁志华 俞晓峰 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期1181-1185,共5页

光学相干层析成像(光学相干层析成像术)的轴向分辨力由光源带宽和探测光束的聚焦条件共同决定。提高光学相干层析成像术轴向分辨力的方法主要基于带宽光源技术。提出了一种将变迹术与光学相干层析成像术相干门有机结合的方法来提高其轴... 光学相干层析成像(光学相干层析成像术)的轴向分辨力由光源带宽和探测光束的聚焦条件共同决定。提高光学相干层析成像术轴向分辨力的方法主要基于带宽光源技术。提出了一种将变迹术与光学相干层析成像术相干门有机结合的方法来提高其轴向分辨力。通过适当形式的光瞳滤波器,使光学相干层析成像术系统轴向响应的主瓣宽度缩小到相干门之内,而其旁瓣则处于相干门之外,不对相干成像产生有效贡献。这样,就能在光源带宽不变的条件下,有效提高光学相干层析成像术的轴向分辨力,避免了采用宽带光源所带来的费用昂贵和系统复杂等缺陷。 展开更多

关键词 成像系统 光学相干层析成像 轴向超分辨 变迹术 光瞳滤波器

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三区复振幅光瞳滤波器 被引量：10

3

作者 肖繁荣 袁景和 +1 位作者 王桂英 徐至展 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期1-4,共4页

利用光瞳滤波器来改变光在焦斑处的分布 ,是实现光学超分辨的有效途径。由于受到制作上的影响 ,现有的光瞳滤波器大都是纯相位型或者纯振幅型的。与纯相位或者纯振幅型光瞳滤波器相比较 ,复振幅型光瞳滤波器能够实现更好的滤波效果。不... 利用光瞳滤波器来改变光在焦斑处的分布 ,是实现光学超分辨的有效途径。由于受到制作上的影响 ,现有的光瞳滤波器大都是纯相位型或者纯振幅型的。与纯相位或者纯振幅型光瞳滤波器相比较 ,复振幅型光瞳滤波器能够实现更好的滤波效果。不过由于制作上的困难 ,影响了复振幅的光瞳滤波器在实际中的应用。为此给出了一种相对容易实现的复振幅型光瞳滤波器 ,通过计算表明 :在横向具有相同的第一零点比和斯特雷尔比下 ,该复振幅型光瞳滤波器的旁斑强度比优于纯相位型光瞳滤波器 5 0 % ,并且有效地降低了纯相位型光瞳滤波器的轴向加宽。 展开更多

关键词 信息光学 光瞳滤波器 第一零点比 斯特雷尔比 旁斑强度比 分辨力 复振幅 光学成像

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可调谐位相型光瞳滤波器的横向光学超分辨和轴向扩展焦深 被引量：8

4

作者 云茂金 万勇 +3 位作者 孔伟金 王美 刘均海 梁伟 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期194-199,共6页

为克服传统光瞳滤波器的缺点,实现系统光学超分辨性能的可调谐性,设计了一种新型可调谐的位相型光瞳滤波器.该光瞳滤波器包括两个4λ波片和置于其间的2λ波片,其中2λ波片分为两个可作相对旋转的区域.研究结果表明,通过旋转2λ波片的任... 为克服传统光瞳滤波器的缺点,实现系统光学超分辨性能的可调谐性,设计了一种新型可调谐的位相型光瞳滤波器.该光瞳滤波器包括两个4λ波片和置于其间的2λ波片,其中2λ波片分为两个可作相对旋转的区域.研究结果表明,通过旋转2λ波片的任意一区域不仅可以实现系统横向光学超分辨能力的可调性,而且可以在横向分辨能力提高的同时实现光学系统轴向焦深的扩展以及轴向焦移. 展开更多

关键词 光学超分辨 位相型光瞳滤波器 可调谐

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三环位相型光瞳滤波器的横向超分辨与轴向焦深扩展 被引量：7

5

作者 王伟 周常河 余俊杰 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期248-252,共5页

用矢量衍射方法分析了线偏振光入射到带有三环位相型光瞳滤波器的高数值孔径物镜时,焦点的轴向和横向光强分布.数值模拟结果表明,高数值孔径物镜聚焦时需同时考虑光强的轴向和横向分布.通过加入三环位相光瞳滤波器,在实现横向超分辨的... 用矢量衍射方法分析了线偏振光入射到带有三环位相型光瞳滤波器的高数值孔径物镜时,焦点的轴向和横向光强分布.数值模拟结果表明,高数值孔径物镜聚焦时需同时考虑光强的轴向和横向分布.通过加入三环位相光瞳滤波器,在实现横向超分辨的同时实现了光学系统轴向焦深扩展和轴向光强分布平坦化,并且位相调制深度变化时,会出现轴向焦移现象.对三环位相光瞳滤波器结构进行了优化,得出了优化结果. 展开更多

关键词 光学超分辨 扩展焦深 位相型光瞳滤波器 矢量衍射方法

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基于环形光瞳的光学扫描全息系统实现边缘提取 被引量：6

6

作者 王仁德 张亚萍 +4 位作者 王帆 祝旭锋 李重光 张永安 许蔚 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期276-283,共8页

提出一种在光学扫描全息系统中采用环形光瞳滤波器来实现选择性边缘提取的方法,基于双光瞳外差扫描技术使用单个二维光学扫描来获取三维物体的全息信息。首先,采用小孔滤波器和环形光瞳滤波器作为两个光瞳来形成复合光场对物体进行扫描... 提出一种在光学扫描全息系统中采用环形光瞳滤波器来实现选择性边缘提取的方法,基于双光瞳外差扫描技术使用单个二维光学扫描来获取三维物体的全息信息。首先,采用小孔滤波器和环形光瞳滤波器作为两个光瞳来形成复合光场对物体进行扫描,以提取物体的边缘信息;其次,通过移动并破坏环形光瞳滤波器的对称性,并选择两个完全相同的环形光瞳滤波器来实现对物体各向异性的选择性提取。计算机仿真实验的结果表明,通过在光学扫描全息系统中使用环形光瞳滤波器,可以很好地实现各向同性与各向异性的选择性边缘提取。 展开更多

关键词 全息 数字全息 光学扫描全息 边缘提取 环形光瞳滤波器

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消色差相位型超分辨光瞳滤波器的设计研究 被引量：5

7

作者 朱化凤 徐丹 +5 位作者 王秀民 云茂金 南玉杰 王宁 李代林 田艳杰 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期191-196,共6页

提出并设计了一种消色差的相位型超分辨光瞳滤波器。详细分析了滤波器的设计参数对成像系统的光斑压缩比和斯特雷尔比影响。分别以方解石晶体和石英玻璃材料为例进行了设计,当光斑压缩比为0.83时,得到两种材料的消色差超分辨光瞳滤波器... 提出并设计了一种消色差的相位型超分辨光瞳滤波器。详细分析了滤波器的设计参数对成像系统的光斑压缩比和斯特雷尔比影响。分别以方解石晶体和石英玻璃材料为例进行了设计,当光斑压缩比为0.83时,得到两种材料的消色差超分辨光瞳滤波器,可以分别在380～555nm和300～600nm的波长范围内实现消色差,同时可以有较高的斯特雷尔比。 展开更多

关键词 信息光学 光学超分辨 光瞳滤波器 消色差

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幂函数分布的振幅型光瞳滤波器 被引量：4

8

作者 张巧鸽 李重光 +5 位作者 楼宇丽 钱晓凡 宋庆和 桂进斌 张文燕 王华英 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期743-748,共6页

为了提高衍射远场显微成像的分辨率,采用一种振幅透过率随半径呈幂函数分布的光瞳滤波器进行了理论分析和数值模拟。通过在光路中加入幂函数分布的振幅型光瞳滤波器,利用标量衍射理论推导出夫琅禾费衍射分布的计算公式;通过MATLAB软件... 为了提高衍射远场显微成像的分辨率,采用一种振幅透过率随半径呈幂函数分布的光瞳滤波器进行了理论分析和数值模拟。通过在光路中加入幂函数分布的振幅型光瞳滤波器,利用标量衍射理论推导出夫琅禾费衍射分布的计算公式;通过MATLAB软件给出衍射图样,对比衍射分布的主瓣宽度。结果表明,当幂次数为3时,模拟仿真的衍射分布斯特雷尔比为0.16,最大旁瓣强度比为0.1,分辨参量为0.76,分辨率提高倍数为1.3;随着振幅透过率幂次数的增加,主瓣宽度依次减小;同时也伴随着主瓣强度降低和旁瓣强度增大的缺点。这一研究对于远场光学显微镜实现超分辨成像是有帮助的。 展开更多

关键词 显微 光瞳滤波器 衍射分布 主瓣宽度 斯特雷尔比 超分辨

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共焦显微系统中光学超分辨光瞳滤波器的设计 被引量：3

9

作者 王美 云茂金 +4 位作者 刘立人 孔伟金 梁健 刘美玲 夏峰 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期189-193,共5页

利用矢量衍射理论设计了适用于共焦显微等大数值孔径系统的三区二元相位型超分辨光瞳滤波器。数值模拟了等效数值孔径为1.4的共焦显微系统焦点附近的光强分布,根据系统所需要的斯特雷尔比和轴向分辨率,采用优化搜索算法求解了能够实现... 利用矢量衍射理论设计了适用于共焦显微等大数值孔径系统的三区二元相位型超分辨光瞳滤波器。数值模拟了等效数值孔径为1.4的共焦显微系统焦点附近的光强分布,根据系统所需要的斯特雷尔比和轴向分辨率,采用优化搜索算法求解了能够实现光学超分辨的三区二元相位型光瞳滤波器结构。结果表明,利用所设计的三区二元相位型光瞳滤波器可以在较低旁瓣能量的前提下实现共焦显微系统及其它大数值孔径系统的轴向超分辨率。 展开更多

关键词 共焦显微系统 光学超分辨 矢量衍射理论 相位型光瞳滤波器

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基于贝塞尔函数的振幅型系列超分辨光瞳滤波器的设计 被引量：2

10

作者 徐丹 朱化凤 +1 位作者 云茂金 王宁 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2011年第8期156-161,共6页

利用光瞳滤波器来改变光在焦斑处的分布,是实现光学超分辨的一种有效途径。设计了一种基于贝塞尔(Bessel)函数的振幅型超分辨光瞳滤波器。详细分析了此种类型的两区型、三区型和四区型光瞳滤波器的主瓣半径尺寸比G、斯特雷尔比S和最高... 利用光瞳滤波器来改变光在焦斑处的分布,是实现光学超分辨的一种有效途径。设计了一种基于贝塞尔(Bessel)函数的振幅型超分辨光瞳滤波器。详细分析了此种类型的两区型、三区型和四区型光瞳滤波器的主瓣半径尺寸比G、斯特雷尔比S和最高旁瓣强度比M等性能参量。通过计算表明,基于贝塞尔函数的振幅型光瞳滤波器具有超分辨能力。 展开更多

关键词 信息光学 光瞳滤波器 贝塞尔函数 超分辨

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基于衍射受限矢量光管场的离散式复振幅滤波器的设计 被引量：1

11

作者 刘庆亮 王吉明 +1 位作者 赫崇君 刘友文 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2012年第1期76-80,共5页

提出一种离散式的复振幅光瞳滤波器,用于构建大数值孔径系统下柱对称偏振矢量光束的特殊聚焦光场。输入角向偏振矢量光束,经圆对称的6个离散环带复振幅滤波器滤波后聚焦。该滤波器半径已归一化,各环带具有不同透射振幅,外围两环带有相... 提出一种离散式的复振幅光瞳滤波器,用于构建大数值孔径系统下柱对称偏振矢量光束的特殊聚焦光场。输入角向偏振矢量光束,经圆对称的6个离散环带复振幅滤波器滤波后聚焦。该滤波器半径已归一化,各环带具有不同透射振幅,外围两环带有相同的相位延迟,其余相邻透射环带间π反相。在聚焦区可获得超长(大于8λ)的衍射受限"光管"场。该"光管"场为中空的纯角向偏振矢量光场,管中心沿轴向无光场分布,光管横向直径(约0.31λ)在亚波长量级,"光管"管壁为沿轴向平坦分布的角向偏振矢量场,无轴向旁瓣。该复振幅滤波器可用于构建特殊三维矢量光场以及利用该光场进行粒子捕获和操控。 展开更多

关键词 光学器件 偏振 衍射 光瞳滤波器 光管场

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三维超分辨光瞳滤波器的优化设计 被引量：1

12

作者 田明丽 薛喜昌 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期563-566,共4页

利用matlab优化工具箱,采用非线性规划,对三区振幅型(透过率为1-0-1)和三区位相型(相位角为π-0-π)光瞳滤波器进行三维超分辨优化设计,建立了优化模型,经计算机多次迭代运算,改变斯特尔比s值,给出了优化结果。结果显示:所设计的滤波器... 利用matlab优化工具箱,采用非线性规划,对三区振幅型(透过率为1-0-1)和三区位相型(相位角为π-0-π)光瞳滤波器进行三维超分辨优化设计,建立了优化模型,经计算机多次迭代运算,改变斯特尔比s值,给出了优化结果。结果显示:所设计的滤波器较好地实现了横向和轴向三维超分辨,且轴向超分辨能力优于横向;相同斯特尔比下,位相型三维超分辨能力优于振幅型,并且这两种滤波器结构简单,容易实现。 展开更多

关键词 光学测量 光瞳滤波器 三维超分辨 非线性规划

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光学相干层析成像轴向超分辨研究 被引量：11

13

作者 孟婕 丁志华 周琳 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期533-536,共4页

为了提高光学相干层析成像(OCT)的轴向分辨率,采用OCT与光学超分辨术相结合的方法,设计了三区相位型和振幅型两种光瞳滤波器,并将制作的光瞳滤波器应用于系统的样品臂中,分别测量不同条件下对应的轴向响应曲线,结果与理论分析基本吻合,... 为了提高光学相干层析成像(OCT)的轴向分辨率,采用OCT与光学超分辨术相结合的方法,设计了三区相位型和振幅型两种光瞳滤波器,并将制作的光瞳滤波器应用于系统的样品臂中,分别测量不同条件下对应的轴向响应曲线,结果与理论分析基本吻合,实现了轴向分辨率10%以上的提高,从而验证了利用合适光瞳滤波器实现OCT轴向超分辨的可行性. 展开更多

关键词 光学相干层析成像 轴向超分辨 光瞳滤波器

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超分辨望远光学系统像差影响及优化设计 被引量：5

14

作者 邵洪禹 李英超 +3 位作者 王超 史浩东 刘壮 李冠霖 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期106-120,共15页

针对大口径光学系统中像差影响超分辨效果的问题,开展泽尼克波前像差对望远超分辨成像系统性能和超分辨局部视场影响的研究。设计四区型位相光瞳滤波器,在理想光学系统出瞳处分别加入离焦、像散、彗差和球差像差,逐渐增加幅值,通过分析... 针对大口径光学系统中像差影响超分辨效果的问题,开展泽尼克波前像差对望远超分辨成像系统性能和超分辨局部视场影响的研究。设计四区型位相光瞳滤波器,在理想光学系统出瞳处分别加入离焦、像散、彗差和球差像差,逐渐增加幅值,通过分析不同类别和幅度的波前像差下焦面光强分布变化,研究超分辨成像性能和局部视场对不同种类像差的容忍程度。结果表明,离焦可以抑制超分辨旁瓣能量,提高超分辨倍率,但对局部视场影响较大;球差可以抑制超分辨旁瓣能量,增大局部视场;像散和彗差使光斑圆对称性明显下降,其中像散对局部视场的影响较为明显;同时加入适量离焦和球差时,超分辨旁瓣能量下降,超分辨倍率提高,且不影响系统局部视场。据此设计了一个F数为10,焦距为12 m的大口径光学系统,通过合理优化球差和离焦剩余量,实现了超分辨倍率由1.21倍到1.31倍的提升,最大旁瓣峰值由0.33下降到0.30,局部视场为38.28μm。 展开更多

关键词 光学系统 超分辨成像 位相型光瞳滤波器 泽尼克像差 局部视场

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多项式型相位光瞳滤波器实现三维超分辨 被引量：5

15

作者 周国尊 田维坚 陈慧芳 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期58-62,共5页

为研究连续型相位光瞳滤波器对光学成像系统成像效果的影响,并实现对远场光学成像系统分辨率的提升,设计了一种多项式函数形式的相位型光瞳滤波器,证明其可以实现三维超分辨。给出了其与一种典型三区型相位光瞳滤波器的超分辨效果的对... 为研究连续型相位光瞳滤波器对光学成像系统成像效果的影响,并实现对远场光学成像系统分辨率的提升,设计了一种多项式函数形式的相位型光瞳滤波器,证明其可以实现三维超分辨。给出了其与一种典型三区型相位光瞳滤波器的超分辨效果的对比。通过对比可以发现,在分辨效果的改善上,横向分辨率有明显提升,但施特雷尔比会有所下降。此外,由于此种形式光瞳滤波器可以通过提高多项式次数来增加可调参数,因此其对超分辨效果的提升还有一定的改善空间。关于多项式函数形式的相位光瞳滤波器的计算结果,对实际中制作连续相位型光瞳滤波器亦有一定的参考价值。 展开更多

关键词 光学器件 成像系统 三维超分辨 相位型光瞳滤波器 多项式函数

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大焦深数字灰度光刻物镜设计 被引量：2

16

作者 胡思熠 许忠保 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期464-468,共5页

为了提高数字灰度光刻系统的焦深,研究了基于点扩散函数稳定性的光瞳编码优化方法,在此基础上综合考虑系统的成像对比度和分辨率,利用工程计算软件MAPLE和光学设计软件ZEMAX设计了一种分辨率为1μm的含有5区相位型光瞳滤波器的长焦深数... 为了提高数字灰度光刻系统的焦深,研究了基于点扩散函数稳定性的光瞳编码优化方法,在此基础上综合考虑系统的成像对比度和分辨率,利用工程计算软件MAPLE和光学设计软件ZEMAX设计了一种分辨率为1μm的含有5区相位型光瞳滤波器的长焦深数字灰度光刻系统。结果表明,系统调制传递函数表现出离焦不变性,在保证像方分辨率的前提下,系统的焦深被延拓到原有焦深的2.5倍以上,且在整个焦深空间内系统性能与焦点处保持一致,从而提高了光刻系统的工艺容限。所得实验结果与理论分析一致,说明了设计的可行性。 展开更多

关键词 光学设计 长焦深 相位型光瞳滤波器 无掩膜光刻

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阵列式共焦显微系统超分辨特性的研究 被引量：5

17

作者 黄向东 谭久彬 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期28-31,共4页

针对光学阵列共焦显微系统中存在分辨力的下降,提出引入一种新型三区振幅型光瞳滤波器以提高其三维探测能力。首先根据基尔霍夫衍射理论推导出光学阵列共焦显微系统三维相干成像公式,与现有理论相比,能更准确地定量描述共焦阵列成像过程... 针对光学阵列共焦显微系统中存在分辨力的下降,提出引入一种新型三区振幅型光瞳滤波器以提高其三维探测能力。首先根据基尔霍夫衍射理论推导出光学阵列共焦显微系统三维相干成像公式,与现有理论相比,能更准确地定量描述共焦阵列成像过程,进而将共焦阵列显微技术和光学超分辨技术有机结合,利用三维超分辨评价函数对光瞳滤波器的参数进行优化设计,通过压缩各探测光路的横向和轴向半极值宽(HWHM),以提高其三维扫描探测能力,从而为实现快速、超精密三维测量提供了一种有效的技术途径。 展开更多

关键词 光学阵列 光瞳滤波器 三维超分辨 共焦显微技术

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双模式高精度可调超分辨光瞳滤波器 被引量：5

18

作者 朱化凤 高鸿奕 +2 位作者 干慧菁 陈建文 徐至展 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期1829-1834,共6页

基于双折射波片的特性,提出了一种具有双调节模式的连续可调超分辨光瞳滤波器。该滤波器通过两种调节模式实现超分辨,且在一定范围内连续可调。在横向旋转模式下,该滤波器为复振幅型光瞳滤波器,纵向倾斜模式下为纯相位型超分辨滤波器。... 基于双折射波片的特性,提出了一种具有双调节模式的连续可调超分辨光瞳滤波器。该滤波器通过两种调节模式实现超分辨,且在一定范围内连续可调。在横向旋转模式下,该滤波器为复振幅型光瞳滤波器,纵向倾斜模式下为纯相位型超分辨滤波器。通过对超分辨参量的分析,得到最佳设计参量,可以实现大的视场角,大的超分辨范围、高的调节精度。这种滤波器为实际应用提供了更多的方便。 展开更多

关键词 物理光学 双调整模式光瞳滤波器 双折射晶体 超分辨

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