用于太赫兹亚波长显微的超分辨正交确定性成像技术
光学
2019-12-11 v1 应用物理
摘要
太赫兹亚波长成像旨在开发能够分辨深亚波长特征的THz显微镜。为将空间分辨率提升至衍射极限之外，当前趋势是使用各类亚波长探针将近场转换为远场。这些技术虽显著提升了空间分辨率，却因需缓慢的逐像素光栅扫描而先天缺乏快速获取THz图像的能力，且常受低光通量之苦。与此同时，在可见光波段，已开发出若干超分辨成像技术，通过记录并对随机闪烁荧光团背光照明的物体多幅图像进行统计关联来增强图像分辨率。受此方法启发，我们开发了超分辨正交确定性成像（SODI）技术并应用于THz波段。由于不存在天然THz荧光团，我们使用贴近物体的最优设计掩模组作为人造荧光团。因我们直接控制掩模形式而非依赖统计平均，旨在采用尽可能少的帧数。在建立SODI理论基础后，我们利用相位掩模与二值振幅掩模仅以8帧实验演示了二阶分辨率提升。随后通过数值展示了如何将SODI技术扩展至更高阶以进一步提高分辨率。由于我们的公式基于线性成像方程并利用THz波的相位或振幅空间调制，该方法可轻易适配现有相敏单像素成像系统或任何振幅敏感THz成像阵列。
引用
@article{arxiv.1912.04704,
title = {Super-resolution Orthogonal Deterministic Imaging Technique for Terahertz Subwavelength Microscopy},
author = {Hichem Guerboukha and Yang Cao and Kathirvel Nallappan and Maksim Skorobogatiy},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.04704},
year = {2019}
}