反射式太赫兹共焦扫描成像特性及图像复原研究

摘要

太赫兹共焦扫描显微成像技术是太赫兹成像与激光共聚焦扫描显微成像的结合，是太赫兹成像技术体制的一种新尝试，相比于透射成像方式，反射成像方式更具研究意义。在显微光学中，高分辨率成像是人们追求的一个重要指标。对于反射式太赫兹共焦扫描成像系统，共焦针孔尺寸以及单元探测器偏移是影响其分辨率的重要因素。由于太赫兹辐射较可见光波长长，加之现有太赫兹激光器功率输出不够稳定，当针孔较小时图像因对准精度问题，质量较差。对影响反射式太赫兹共焦扫描成像系统分辨率的因素讨论，以及成像质量的进一步提高，是十分必要的研究。
　　本研究为提高太赫兹共焦扫描成像系统的轴向分辨率，设计了2.52THz双轴反射式成像方案，仿真分析了入射角大小，探测器三维偏移对系统轴向、横向和纵向分辨率、响应光强的影响。同时为了分析比较，进行了同轴反射式系统中探测器偏移对系统分辨率影响的仿真，研究了针孔尺寸对系统分辨率和响应光强的影响。仿真研究了加入环形光瞳滤波器等进一步提高系统分辨率的方法。对以0.2mm为步长扫描0.4mm覆铜聚乙烯板的实验结果进行了数据分析，分别研究了针孔远离探测器光敏面（也即焦点位置）75mm以及针孔位于焦点处时，针孔尺寸、探测器三维偏移对系统分辨率和响应光强的实际影响。对相隔为0.8mm的两对金属条的扫描成像结果进行了轴向分辨率数据分析。针对太赫兹共焦扫描所得图像特点，对三种保边去噪算法，即双边滤波、非局部均值滤波和引导滤波，进行了透射式系统最优参数选取，对三种算法进行了综合比较。在此基础上，并对针孔尺寸为 r=0.3mm的双轴反射式系统所成图像进行了三种滤波算法效果比较。

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第1章 绪 论

1.1 课题研究的目的和意义

1.2 国内外发展状况

1.3 本文的主要研究内容

第2章 反射式2.52太赫兹共焦扫描系统的方案设计及

2.1 反射式共焦扫描显微成像原理介绍

2.2 双轴反射式太赫兹共焦扫描成像方案设计

2.3 单元探测器偏移对分辨率和光强度的影响研究

2.4 共焦针孔尺寸对同轴反射式系统分辨率的影响

2.5 环形光瞳滤波器对同轴反射式系统分辨率的影响

2.6 本章小结

第3章 双轴反射式系统共焦扫描成像特性实验研究

3.1 实验条件简介

3.2 针孔远离焦点时分辨率板成像特性分析

3.3 针孔在焦点位置时成像特性分析

3.4 针孔尺寸0.3mm时系统轴向分辨率研究

3.5 本章小结

第4章 太赫兹共焦扫描图像去噪复原算法研究

4.1 算法比较标准

4.2 双边滤波算法去噪研究

4.3 非局部均值滤波算法研究

4.4 引导滤波算法去噪研究

4.5 透射式系统图像去噪算法比较及双轴系统图像复原

4.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果

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