基于扫描线探针的压缩感知显微术

在扫描探针显微镜的应用中，图像是通过将点探针在样品上光栅扫描获取的。从压缩感知（CS）的角度看，这种逐点采样方案效率低下，尤其在目标图像具有结构时。虽然用离域的、不相干的测量替代点测量有可能将扫描时间改善数量级，但实现CS理论的离域测量具有挑战性。本文研究一种部分离域的探针构造，其中点探针被连续直线替代，形成一种本质上获取目标图像线积分的传感器。我们通过仿真、初步理论分析和实验表明，只要样品中局部特征间隔足够大，这些线测量比传统点测量能更高效地成像稀疏样品。尽管有此前景，从线测量进行实际重建带来额外困难：测量是部分相干的，且实际测量存在非理想性。我们展示如何利用自然策略（针对相干性的重加权、针对非理想性的盲校准）克服这些局限，最终给出端到端演示。