无镜头超薄纤维束尖端的ptycho内窥镜技术
光学
2024-07-09 v3 仪器与探测器
摘要
合成孔径雷达（SAR）利用携带在飞机上的天线发射电磁脉冲并检测返回回波。随着飞机在指定区域内移动，合成大型虚拟孔径以提高图像分辨率。受SAR启发，我们引入一种称为合成孔径ptycho内窥镜（SAPE）的技术，用于实现亚衍射极限的微型内窥镜成像。SAPE通过握持无镜头纤维束尖端来记录来自标本的相干衍射图样。纤维束的核心部件在局部区域内调制衍射波场，模拟SAR中‘空中天线’的作用。握持操作引入尖端的位移，类似于飞机的运动。这些位移促进了ptycho图样的获取并合成超出束束物理限制的大型虚拟孔径。我们通过对纤维束调制轮廓进行低秩时空分解来减轻手部运动和纤维弯曲的影响。我们的测试表明，能够解决548nm的线宽。实现的空间带宽积约为110万有效像素，相较于原始纤维束提升了36倍。此外，SAPE的非焦点能力使其能够实现超过2厘米的扩展深度场成像。SAPE的孔径合成过程超过了探针最大收集角度所设定的衍射极限，为纤维基和遥距芯片内窥镜在医疗诊断和工业检查等应用中开辟了新的机遇。
引用
@article{arxiv.2401.17213,
title = {Ptycho-endoscopy on a lensless ultrathin fiber bundle tip},
author = {Pengming Song and Ruihai Wang and Lars Loetgering and Jia Liu and Peter Vouras and Yujin Lee and Shaowei Jiang and Bin Feng and Andrew Maiden and Changhuei Yang and Guoan Zheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.17213},
year = {2024}
}