23、基于光的空间去极化的分辨率增强成像及混合成像系统景深扩展方法

基于光的空间去极化的分辨率增强成像及混合成像系统景深扩展方法

在光学成像领域，提高图像分辨率和扩展景深一直是研究的热点。本文将介绍两种不同的光学成像技术，一种是基于光的空间去极化的分辨率增强成像方法，另一种是利用振幅和/或相位掩模的混合成像系统景深扩展方法。

基于光的空间去极化的分辨率增强成像

传统的提高成像分辨率和扩展视场的方法，通常是通过对每个视场区域进行不同的轴向延迟编码，但这种方法存在一定的局限性。而本文提出的方法是通过对照明源进行适当的去极化，使视场的各个空间区域被不同的时变偏振态照亮，从而实现超分辨率成像和视场复用。

理论基础

假设照明源被去极化，使得照明光斑内的各个空间区域具有不同且正交的时变偏振态，用 $P(x; t)$ 表示照明光斑中偏振态随时间变化的空间分布。输入物体 $g_{in}(x)$ 被时变偏振光照射，其表达式为：
$g_{in}(x) = \sum_{n} g_{in}^{(n)}(x - n\Delta x)$
其中，$\Delta x$ 是我们要复用的横向区域的大小，$g_{in}^{(n)}$ 是输入物体在这些横向区域的空间分布。

用去极化源照射输入物体后，得到：
$g_{in}^{(p)}(x) = \sum_{n} P(x, t)g_{in}^{(n)}(x - n\Delta x)$

各个横向区域复用并通过横向窄区域后，得到复用信号：
$g_{multiplex}(x) = rect(\frac{x}{\Delta x}) \sum_{n} g_{in}^{(p)}(x - n\Delta x) = \sum_{n} g_{in}^{(