非侵入式散射介質內多光譜重建

田冰心，韓軍，劉丙才，龔昌妹

（西安工業大學光電工程學院，西安710021）

0 引言

光譜作為化學物質的一個重要特征，通常可用于分析化學成分、結構等信息，因此在生物醫學［1-2］領域有廣泛應用。然而由于散射介質的擴散特性，探測器接收到的信號變成一組雜亂無章的散斑信息［3］，無法直接成像，因此對于隱藏在散射介質內部目標信號探測顯得尤為困難。近年來許多方法被提出以實現透過散射介質的目標成像［4］。波前整形［5-6］作為通過散射介質聚焦和成像的一個有效的解決方案，使用計算機控制空間光調制器優化輸入光波前，使其以干涉方式反轉散射效應，將光束聚焦到目標上。然而最初，反饋信號是通過放置在散射介質后面的探測器來測量［7-8］，或者利用在“引導星”上重新覆蓋［9］的方式獲取，因此是侵入式的，這對生物醫學應用來說是不可行的。最近，非侵入式的波前整形技術被提出［10-11］，解決了物理方式侵入散射介質的問題，但由于輸入相位的隨機性導致成像精度不高，且成像過程耗時較長。2012年，BERTOLLOTI J 等［12］報道了一種光學方法，該方法可以對完全隱藏在薄散射層后的熒光目標成像，且無需進入散射介質后面的區域。該技術利用散斑相關，即散斑的自相關與目標的自相關具有很好的近似性這一特性，實現對散射介質后目標的非侵入式成像。另外，基于光學記憶效應的散射成像技術也具有非侵入式的特點，且對于光源、介質和系統的要求較低。……