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基于DOPC波前整形技术实现光透过无序介质聚焦的实验研究

李必奇  
【摘要】:光在透过无序介质传播时会产生多重散射现象,多重散射现象的存在严重制约了光在生物医疗等方面的应用。为了克服光在无序介质中传播多重散射带来的影响,实现光透过无序介质的聚焦成像,近年来,波前整形技术被提出并得到了快速发展。目前的波前整形技术分为三大类,分别是迭代优化型波前整形技术、传输矩阵型波前整形技术和光学相位共轭型波前整形技术。其中迭代优化型波前整形技术和传输矩阵型波前整形技术的聚焦时间太长,难以应用在活体生物组织中。而光学相位共轭型波前整形技术由于其时间反演的特性能够实现快速聚焦,具有广阔的医疗应用前景。本论文基于光学相位共轭原理和四步相移干涉方法,结合波前整形技术成功实现了光透过无序介质的聚焦。本实验搭建了一套新式的DOPC光路系统,实现了对SLM的多重利用,充分发挥SLM的功效,简化了实验光路。在实验过程中提出一种新的SLM与CCD对准方案,获得了良好的对准效果,并且具有以下几个优点:首先,不用制作高精度的实体掩模;其次,不需要使用能进行振幅调制的SLM进行实验;最为重要的是,该对准方法简单易操作,耗时较短,且在实验过程中如果发生光路扰动或发现对准存在偏差,可以随时重新进行对准过程,具有更好的适用性。解决了 DOPC实验中最为关键的一个难题。同时还提出了一种新的对参考光束质量和SLM的表面曲率进行补偿的方法,提高了聚焦结果的增强因子。


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