專利名稱：一種相干衍射成像處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種相干衍射成像技術(shù)，特別是一種利用多針孔板實現(xiàn)一般復(fù)振幅物體 記錄和重現(xiàn)的相干衍射成像處理裝置。
背景技術(shù)：
相干衍射成像是一種利用物波的遠場或夫瑯和費衍射的強度分布實現(xiàn)復(fù)數(shù)或三維物體成 像的技術(shù)。由于可以避免成像透鏡孔徑和像差對分辨率的限制，這種技術(shù)特別適用于像X射 線、電子束這類缺乏或很難制備出高質(zhì)量成像透鏡的領(lǐng)域。相干衍射成像技術(shù)的關(guān)鍵問題是 怎樣從一幅或多幅衍射強度圖樣中準確快速地將被測物波的振幅和相位信息恢復(fù)出來。目前， 解決這一問題的一個主要途徑是采用迭代算法。傳統(tǒng)的迭代方法一般都需要較長的迭代時間， 迭代結(jié)果存在不確定性；對被測物體也存在一些苛刻的限制條件，如物體要特殊固定、要求 被測物體是純振幅物體或純相位物體，等等。
為了提高相位恢復(fù)的準確性和成像速度，近年來人們已經(jīng)發(fā)展了一些改進的衍射成像技 術(shù)，如超抽樣衍射成像技術(shù)、分區(qū)掃描衍射成像技術(shù)等(參見Phys. Rev. Lett. 93,023903 (2004); Phys. Rev. Lett. 98, 034801 (2007) ; Phys. Rev. Lett. 100, 155503 (2008); Science 321, 379 (2008))。 但上述技術(shù)都不能從根本上避免迭代算法和迭代結(jié)果的不確定性。其相位恢復(fù)過程都還需要 涉及大量的迭代過程；這就意味著用這些方法實現(xiàn)動態(tài)或?qū)崟r成像仍然是比較困難的。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題和不足，提供一種相干衍射成像 處理裝置，它是讓被成像物體所發(fā)出的物波先通過一個可旋轉(zhuǎn)的多針孔板，然后再用圖像傳 感器記錄物波經(jīng)過多針孔板后的夫瑯和費衍射強度分布，最后借助計算機圖像處理技術(shù)提取 出被測物波的振幅和相位分布信息。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案
一種相干衍射成像處理裝置，它包括光源、放置樣品的樣品臺和圖像記錄及處理裝置，
其特征在于，它還包括擴束及波面整形器、多針孔板和步進旋轉(zhuǎn)支架；多針孔板安裝在步進 旋轉(zhuǎn)支架上，多針孔板上的參考針孔中心與步進旋轉(zhuǎn)支架的旋轉(zhuǎn)中心重合；沿光束前進的方 向依次排列光源、擴束及波面整形器、樣品、多針孔板和圖像記錄及處理裝置；圖像記錄及 處理裝置包括圖像傳感器，圖像傳感器置于步進旋轉(zhuǎn)支架之后，并與計算機連接；同時計算 機還與步進旋轉(zhuǎn)支架連接。
所述樣品與多針孔板之間的距離Zl保證照射到多針孔板上的物波在每個針孔通光孔徑上的相位變化不大于冗/4弧度；所述圖像傳感器與多針孔板之間的距離Z2滿足夫瑯和費衍射條
件，即圖像傳感器記錄平面上的光場分布正比于透過多針孔板的物波的傅立葉變換。
一種相干衍射成像處理裝置，它包括光源、放置樣品的樣品臺和圖像記錄及處理裝置， 其特征在于，它還包括擴束及波面整形器、多針孔板和步進旋轉(zhuǎn)支架以及傅里葉變換透鏡， 多針孔板安裝在步進旋轉(zhuǎn)支架上，多針孔板上的參考針孔中心與步進旋轉(zhuǎn)支架的旋轉(zhuǎn)中心重
合；沿光束前進的方向依次排列光源、擴束及波面整形器、樣品、多針孔板、傅里葉變換透 鏡和圖像記錄及處理裝置；圖像記錄及處理裝置包括圖像傳感器，圖像傳感器置于步進旋轉(zhuǎn) 支架之后，并與計算機連接；同時計算機還與步進旋轉(zhuǎn)支架連接。
所述樣品與多針孔板之間的距離Zl保證照射到多針孔板上的物波在每個針孔通光孔徑上 的相位變化不大于;r/4弧度；所述圖像傳感器位于傅里葉變換透鏡的后焦面上，即圖像傳感 器記錄平面上的光場分布正比于透過多針孔板的物波的傅立葉變換。
所述多針孔板是一塊不透明薄板上設(shè)置一個參考針孔和若干測量針孔組成；各針孔在多 針孔板上的分布滿足以下要求兩塊完全相同的多針孔板重疊放置，當平移其中一塊使其參 考針孔和另一塊的任一測量針孔重疊時，其它針孔都不會發(fā)生重疊；針孔的大小滿足一個針 孔范圍內(nèi)物波的相位變化不大于四分之一波長。
所述多針孔板上的針孔均勻分布在一個半圓環(huán)上，針孔中心的間隔相等，不小于針孔直 徑的1.5倍，位于針孔板中心半圓環(huán)一端處的針孔為參考針孔，其他針孔均為測量針孔。
所述多針孔板上的針孔分布在三條互成120度的直線上，其中位于針孔板中心三直線相 交處的針孔為參考針孔，其他針孔均為測量針孔；參考針孔中心與相鄰的測量針孔中心的距 離00不小于針孔直徑的1.5倍，其他測量針孔中心的間隔相等，均為DO的兩倍。
本方法完全不需要迭代過程。相位恢復(fù)過程也只在一幅衍射強度圖像中進行，不涉及多 幅圖像的交互處理，因此相位恢復(fù)過程可以和衍射圖樣的掃描記錄過程同步進行。這樣不僅 可以大大減小對掃描記錄過程及定位精度的要求，而且也可以極大的提高衍射成像速度，從 而為真正實現(xiàn)實時相干衍射成像提供了可能。
為了實現(xiàn)本實用新型，必須采用專門設(shè)計的衍射成像處理裝置。本實用新型的衍射成像 處理裝置包括光源、擴束及波面整形器、樣品臺、被成像物體、多針孔板、步進旋轉(zhuǎn)架、圖 像傳感器和計算機。沿光束前進的方向依次共軸(光軸)排列著光源、擴束及波面整形器、 被成像物體、多針孔板和圖像傳感器。被成像物體放在樣品臺上。多針孔板固定在可精密步 進旋轉(zhuǎn)的步進旋轉(zhuǎn)架上。圖像傳感器和步進旋轉(zhuǎn)架與計算機相連，通過計算機控制旋轉(zhuǎn)架的 定量轉(zhuǎn)動和圖像傳感器的同步記錄。相鄰部件之間的距離可調(diào)。
5本實用新型的方法為
(1) 由光源發(fā)出一單色光，經(jīng)擴束及波面整形處理后照明被成像物體。透過物體的光 波(即物波)傳播距離Z1后照射到一個特別設(shè)計的多針孔板上。該多針孔板上有一個參考針 孔和多個測量針孔。
(2) 透過多針孔板的物波繼續(xù)傳播距離Z2到達記錄平面，并在該記錄平面上形成它的 夫瑯和費衍射光場。在該記錄平面處用一個二維圖像傳感器(如CCD)記錄該夫瑯和費衍射 光場的強度分布圖樣。
(3) 在計算機中對該夫瑯和費衍射強度圖樣做逆傅里葉變換得到透過多針孔板的物波 復(fù)振幅的相關(guān)函數(shù)圖樣(一般為復(fù)變函數(shù))。將該相關(guān)函數(shù)圖樣中與多針孔板上各測量針孔的 中心位置所對應(yīng)的點的函數(shù)值提取出來，就得到被測物波在各測量針孔處的相對振幅和相位 值。
(4) 以參考針孔的中心為軸旋轉(zhuǎn)多針孔板，使測量針孔在多針孔板所在平面上掃描。 記錄不同旋轉(zhuǎn)角度下透過多針孔板的物波的夫瑯和費衍射強度圖樣，并對記錄的每幅衍射強 度圖樣重復(fù)步驟(3)，就得到物波在多針孔板所在平面上的復(fù)振幅分布的二維抽樣陣列。利 用該抽樣陣列就可以在計算機中重現(xiàn)被成像物體。
上述方法中，步驟(1)中的光源可以是可見光源，也可以是其他相干波源，如紫外光、 X射線、電子束等。擴束及波面整形處理單元主要包括擴束器、限制光闌、準直器或會聚器， 它們沿光束傳播方向依次共軸排列，目的是對從光源發(fā)出的光波進行波面整形，以產(chǎn)生后續(xù) 光路所需要的相干平面波或球面波。步驟(1)中所用多針孔板是通過在一塊不透明薄板上制 備若干微小針孔形成的。該多針孔板上的針孔包含一個參考針孔和若干個測量針孔。它們在 多針孔板上的排列方式滿足以下要求若將兩塊完全相同的多針孔板重疊放置，當平移其中 一塊使其參考針孔和另一塊的任一測量針孔重疊時，其它針孔都不會發(fā)生重疊。多針孔板上 的針孔形狀可以是圓孔也可以是其它形狀的通光孔。針孔的大小取決于傳播到多針孔板處的 物波的復(fù)振幅分布的空間變化情況， 一般要求在一個針孔范圍內(nèi)物波的相位變化不大于;r/4 弧度。當針孔大小一定時，可通過適當選擇多針孔板與被成像物體的距離Zl使?jié)M足上述條件。
步驟(2)中的記錄平面與多針孔板之間的距離Z2滿足夫瑯和費衍射條件，即記錄平面 上的衍射光場正比于多針孔板平面上透過多針孔板的物波的傅立葉變換。設(shè)透過多針孔板上 第m個針孔的物波的復(fù)振幅值為sm(F) = 4expC/《)"'rc(F-4)，其中A為第m個針孔處的
物波的振幅，&為第m個針孔處的物波的相位，F(xiàn)為針孔板所在平面上的坐標變量(以參 考針孔的中心為坐標原點)，F(xiàn) 為第m個針孔中心的坐標，j為虛數(shù)，c/Ar(F-已)為第m個針孔的孔徑函數(shù)；在記錄平面上得到的衍射光場的強度分布可表示為:
￡ 4 exp(氛)F{">c( - )}
(1)
其中，/。為積分常數(shù)，F(xiàn)為傅立葉變換算符，N為針孔板上測量針孔的數(shù)目，m-O對應(yīng)參
考針孔，；5為記錄平面上的坐標變量。
步驟(3)中對衍射強度圖樣進行逆傅立葉變換可以通過將該衍射強度圖樣讀入計算中用 計算機程序?qū)崿F(xiàn)，也可以通過專用DSP芯片來完成。由于(2)式描述的物波的夫瑯和費衍射 的強度分布正比于物波的傅立葉變換函數(shù)的模方，對其逆傅立葉變換的結(jié)果剛好是該物波的 相關(guān)函數(shù)。 一般情況下，從該相關(guān)函數(shù)中恢復(fù)物波的復(fù)振幅函數(shù)是一項非常困難的任務(wù)，要 用迭代算法才行。本方法中，由于所記錄的衍射強度分布是通過前述的多針孔板后的物波的 夫瑯和費衍射強度，該相關(guān)函數(shù)在與任意測量針孔中心位置相對應(yīng)的點的值剛好正比于透過 該針孔的物波復(fù)振幅與透過參考針孔的物波的復(fù)共軛振幅值的乘積(以參考針孔中心為坐標 中心)。因此，本方法不需要任何迭代算法。透過多針孔板的物波復(fù)振幅可以直接從衍射強度 圖樣的逆傅立葉變換圖樣中提取。具體計算過程如下對(1)式作逆傅立葉變換，得到的相 關(guān)函數(shù)g(F)為
g(F) = F-W卯-f;l;尸鵬( HAe鄰L/H)]， (2)
其中，4為第n個針孔處的物波的振幅，^為第n個針孔處的物波的相位，
戶細(F) = JJ"'rc(5 - Fm )">c* (<5 - & - F)必； (3 )
其中，5為積分變量，*號為共軛符號。根據(jù)(3)式所示的相關(guān)運算的幾何意義，并考慮到 前述針孔板上的針孔分布特點，可知(2)式在坐標矢量F:&處的值就正比于第m個針孔處
的物波復(fù)振幅值和參考針孔處的物波復(fù)共軛值的乘積，即
g( 》Po4Aexp亂1)]，(附1，2，3…A0， (4)
其中A為正比于針孔面積的常數(shù)。(4)式表明，由(2)式給出的逆傅立葉變換圖樣中與各 測量針孔中心點相對應(yīng)的位置上的值剛好就是我們想要得到的透過該針孔的物波的相對復(fù)振 幅值。
步驟(4)中的可旋轉(zhuǎn)多針孔板是以垂直通過參考針孔中心的直線為旋轉(zhuǎn)軸。這樣，在多 針孔板的旋轉(zhuǎn)過程中，參考針孔的位置始終保持不變，從而保證了在不同旋轉(zhuǎn)角度下測得的 物波復(fù)振幅分布的參考點保持一致。
7本實用新型的原理是被成像物體發(fā)出的物波先經(jīng)過一個可旋轉(zhuǎn)的多針孔板抽樣，然后 由一個圖像傳感器記錄下透過多針孔板的物波的夫瑯和費衍射的強度分布圖樣，接著對該衍 射強度分布做逆傅立葉變換得到被記錄物波的自相關(guān)函數(shù)，從該自相關(guān)函數(shù)中與各測量針孔 中心位置坐標對應(yīng)的點就可直接提取出被測物波的振幅和相位信息從而實現(xiàn)復(fù)振幅物體的衍 射成像。
本實用新型具有以下優(yōu)點和有益效果-
(1)不需要成像透鏡。物波的振幅和相位信息是從物波的夫瑯和費衍射強度圖樣中通過 簡單的算法恢復(fù)出來的。
(2 )從物波的夫瑯和費衍射強度圖樣中提取物波的振幅和相位信息的過程中不需要任何 迭代過程，并且該振幅和相位信息是從該夫瑯和費衍射強度的逆傅里葉變換圖樣中直接提取 出來的。
(3) 振幅和相位信息的提取過程可以和衍射圖樣的記錄過程同步進行，效率高，速度快, 為動態(tài)相干衍射成像的實現(xiàn)提供了一條可行的途徑。
(4) 振幅和相位信息的提取不涉及多幅圖樣之間的交互處理，這樣可以大大降低對記錄 系統(tǒng)的穩(wěn)定性和掃描精度的要求。
(5) 本實用新型所采用的多針孔板容易制備，并且特別適用于像X射線這樣的難以使用 傳統(tǒng)成像技術(shù)進行成像的波段。


圖1是本實用新型的相干衍射成像方法的過程方框圖2是本實用新型的相干衍射成像方法中的多針孔板的第一種設(shè)計實例的針孔分布示意
圖3是本實用新型的多針孔板的第二種設(shè)計實例的針孔分布示意圖； 圖4是本實用新型的相干衍射成像處理裝置的第一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本實用新型的相干衍射成像處理裝置的第二種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6a是采用本實用新型的相干衍射成像方法和裝置進行相干衍射成像的一個實驗結(jié)果 實例；
圖6b是采用本實用新型的相干衍射成像方法和裝置進行相干衍射成像的一個實驗結(jié)果 實例；
圖6c是采用本實用新型的相干衍射成像方法和裝置進行相干衍射成像的一個實驗結(jié)果 實例；
圖6d是釆用本實用新型的相干衍射成像方法和裝置進行相干衍射成像的一個實驗結(jié)果實例。
其中，光源l、擴束及波面整形器2、樣品臺3、樣品4、步進旋轉(zhuǎn)支架5、多針孔板6、 圖像傳感器7、計算機8、傅里葉變換透鏡9。
具體實施方式

為了更好地理解本實用新型，
以下結(jié)合附圖與實施例對本實用新型做進一步的描述。 如圖1所示，本實用新型方法包括如下步驟(1)由光源發(fā)出的一束單色光，經(jīng)擴束及 波面整形處理單元處理形成一束相干平面波(或匯聚球面光)；用該相干平面波(或球面波) 照明置于樣品臺上的被成像物體；(2)透過物體的物波傳播一定距離Z1后照射到一個固定在 旋轉(zhuǎn)支架上的具有特殊針孔分布的多針孔板上，該多針孔板上的針孔由一個參考針孔和若干 個測量針孔構(gòu)成；(3)透過多針孔板的物波繼續(xù)傳播，在遠場(或通過一個傅里葉變換透鏡 后)形成夫瑯和費衍射光場；(4)用一個二維圖像傳感器(如CCD)記錄透過多針孔板的物 波的夫瑯和費衍射強度圖樣；(5)利用圖像處理技術(shù)對該夫瑯和費衍射強度圖樣作逆傅里葉 變換得到透過多針孔板的物波復(fù)振幅的相關(guān)函數(shù)圖樣；將該相關(guān)函數(shù)圖樣中與多針孔板上各 測量針孔的中心位置所對應(yīng)的點的函數(shù)值提取出來，就得到透過多針孔板的物波復(fù)振幅在各 測量針孔處的相對振幅和位相值；(6)以參考針孔的中心為軸旋轉(zhuǎn)多針孔板，使測量針孔在 多針孔板所在平面上掃描。記錄不同旋轉(zhuǎn)角度下透過多針孔板的物波的夫瑯和費衍射強度圖 樣，并對記錄的每幅衍射強度圖樣重復(fù)步驟(5)，就得到物波在多針孔板所在平面上的復(fù)振 幅分布的二維抽樣陣列。利用該抽樣陣列就可以在計算機中重現(xiàn)被成像物體。
圖2是本實用新型的多針孔板的一種典型實施方式。該針孔板上的針孔均勻分布在一個 半圓環(huán)上，針孔中心的間隔不小于針孔直徑的1.5倍。位于針孔板中心半圓環(huán)一端處的針孔 為參考針孔，其他針孔均為測量針孔。將該多針孔板放置在旋轉(zhuǎn)支架上時，要讓參考針孔的 中心與旋轉(zhuǎn)軸重合。
圖3是本實用新型的方法中所述的多針孔板的第二種實施方式。該多針孔板上的針孔分 布在三條互成120度的直線上。位于針孔板中心三直線相交處的針孔為參考針孔，其他針孔 均為測量針孔。參考針孔中心與相鄰的測量針孔中心間的距離DO不小于針孔直徑的1.5倍。 其他測量針孔中心的間隔相等，均為DO的兩倍。將該多針孔板放置在旋轉(zhuǎn)支架上時，要讓參 考針孔的中心與旋轉(zhuǎn)軸重合。
圖4是本實用新型的相干衍射成像處理裝置的一種典型實施方式。該裝置包括光源1、 擴束及波面整形器2、樣品臺3、樣品4、步進旋轉(zhuǎn)支架5、多針孔板6、圖像傳感器7、計算 機8。沿光束前進的方向依次共軸(光軸)排列著光源l、擴束及波面整形器2、樣品臺3、 樣品4、步進旋轉(zhuǎn)支架5、多針孔板6、圖像傳感器7。光源l、擴束及波面整形器2之間的相互位置保證由光源1發(fā)出的單色光經(jīng)擴束及波面整形器3后形成一束平面波或球面波。樣 品(被成像物體)4和多針孔板6之間的相對距離Z1保證照射到多針孔板上的物波在每個針 孔通光孔徑上的相位變化不大于;r/4弧度。而多針孔板6到圖像傳感器7的感光平面之間的 距離Z2保證滿足夫瑯和費衍射條件，使透過多針孔板6的物波在圖像傳感器感光平面上的衍 射光場正比于該物波的傅里葉變換。步進旋轉(zhuǎn)支架5由計算機8控制的步進驅(qū)動器控制。步 進旋轉(zhuǎn)支架7和圖像傳感器8由同一計算機8控制實現(xiàn)多針孔板的旋轉(zhuǎn)與衍射強度圖像的同 步記錄。從所記錄的衍射強度圖樣中提取物波的復(fù)振幅信息并成像由根據(jù)本實用新型方法設(shè) 計的計算機程序完成。
圖5是本實用新型的裝置的第二種實施方式，比圖4多了一個傅里葉變換透鏡9，即在 多針孔板6和圖像傳感器7之間放置傅里葉變換透鏡9，圖像傳感器記錄平面位于傅里葉變 換透鏡9的后焦面上。這樣可以使裝置緊湊，并且可以通過改變透鏡9的焦距方便地放大或 縮小傳播到傳感器記錄平面上的夫瑯和費衍射強度圖樣的大小。
圖6a-圖6d是采用本實用新型的相干衍射成像方法和裝置進行相干衍射成像的一個實驗 結(jié)果實例。實驗中，光源采用He-Ne激光，輸出光波的波長為0.6328微米；被成像物體為字 符"DM"的縮微圖片；多針孔板采用圖2所示的針孔排列方式。針孔直徑為28微米，針孔 間隔為56微米。實驗裝置采用圖3所示的第二種實施方式，其中傅里葉變換透鏡的焦距為 240毫米，圖像傳感器為CCD數(shù)碼相機，像素數(shù)為1300X1030，像素大小為6.7微米。圖6a 為用CCD記錄的被測物波的夫瑯和費衍射強度圖樣的其中一幅。圖6b和圖6c分別為利用本 實用新型的方法從所記錄的夫瑯和費衍射強度圖樣中恢復(fù)出來的物波的振幅和相位分布的二 維抽樣陣列。圖6d為利用圖6b和圖6c所示的測量數(shù)據(jù)在計算機中通過數(shù)字衍射得到的被測 物體的一個重現(xiàn)像。
上述方法及實施例都是通過記錄被測物波通過一個多針孔板后的夫瑯和費衍射強度圖樣 和通過對該圖樣的圖像處理來達到重現(xiàn)物波的振幅和相位分布的目的。本實用新型的實施不 局限于上述具體實施方案。只要是通過記錄被測物波經(jīng)過上述方法所述的多針孔板后的夫瑯 和費衍射強度圖樣來實現(xiàn)重現(xiàn)物波的振幅和相位分布目的的方法、裝置與系統(tǒng)，均屬于本實 用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種相干衍射成像處理裝置，它包括光源、放置樣品的樣品臺和圖像記錄及處理裝置，其特征在于，它還包括擴束及波面整形器、多針孔板和步進旋轉(zhuǎn)支架；多針孔板安裝在步進旋轉(zhuǎn)支架上，多針孔板上的參考針孔中心與步進旋轉(zhuǎn)支架的旋轉(zhuǎn)中心重合；沿光束前進的方向依次排列光源、擴束及波面整形器、樣品、多針孔板和圖像記錄及處理裝置；圖像記錄及處理裝置包括圖像傳感器，圖像傳感器置于步進旋轉(zhuǎn)支架之后，并與計算機連接；同時計算機還與步進旋轉(zhuǎn)支架連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的相干衍射成像處理裝置，其特征在于，所述樣品與多針孔板之間 的距離Zl保證照射到多針孔板上的物波在每個針孔通光孔徑上的相位變化不大于;r/4弧度； 所述圖像傳感器與多針孔板之間的距離Z2滿足夫瑯和費衍射條件，即圖像傳感器記錄平面上 的光場分布正比于透過多針孔板的物波的傅立葉變換。
3. —種相干衍射成像處理裝置，它包括光源、放置樣品的樣品臺和圖像記錄及處理裝置， 其特征在于，它還包括擴束及波面整形器、多針孔板和步進旋轉(zhuǎn)支架以及傅里葉變換透鏡， 多針孔板安裝在步進旋轉(zhuǎn)支架上，多針孔板上的參考針孔中心與步進旋轉(zhuǎn)支架的旋轉(zhuǎn)中心重 合；沿光束前進的方向依次排列光源、擴束及波面整形器、樣品、多針孔板、傅里葉變換透 鏡和圖像記錄及處理裝置；圖像記錄及處理裝置包括圖像傳感器，圖像傳感器置于步進旋轉(zhuǎn) 支架之后，并與計算機連接；同時計算機還與步進旋轉(zhuǎn)支架連接。
4. 如權(quán)利要求3所述的相干衍射成像處理裝置，其特征在于，所述樣品與多針孔板之間 的距離Zl保證照射到多針孔板上的物波在每個針孔通光孔徑上的相位變化不大于;r/4弧度； 所述圖像傳感器位于傅里葉變換透鏡的后焦面上，即圖像傳感器記錄平面上的光場分布正比 于透過多針孔板的物波的傅立葉變換。
5. 如權(quán)利要求1或2或3或4所述的相干衍射成像處理裝置，其特征在于，所述多針孔 板是一塊不透明薄板上設(shè)置一個參考針孔和若干測量針孔組成；各針孔在多針孔板上的分布 滿足以下要求兩塊完全相同的多針孔板重疊放置，當平移其中一塊使其參考針孔和另一塊 的任一測量針孔重疊時，其它針孔都不會發(fā)生重疊；針孔的大小滿足一個針孔范圍內(nèi)物波的 相位變化不大于四分之一波長。
6. 如權(quán)利要求5所述的相干衍射成像處理裝置，其特征在于，所述多針孔板上的針孔均勻 分布在一個半圓環(huán)上，針孔中心的間隔相等，不小于針孔直徑的1.5倍，位于針孔板中心半 圓環(huán)一端處的針孔為參考針孔，其他針孔均為測量針孔。
7. 如權(quán)利要求5所述的相干衍射成像處理裝置，其特征在于，所述多針孔板上的針孔分布在三條互成120度的直線上，其中位于針孔板中心三直線相交處的針孔為參考針孔，其他 針孔均為測量針孔;參考針孔中心與相鄰的測量針孔中心的距離DO不小于針孔直徑的1.5倍， 其他測量針孔中心的間隔相等，均為DO的兩倍。
專利摘要本實用新型公開了一種相干衍射成像處理裝置。它包括光源、放置樣品的樣品臺和圖像記錄及處理裝置，其特征在于，它還包括擴束及波面整形器、多針孔板和步進旋轉(zhuǎn)支架；多針孔板安裝在步進旋轉(zhuǎn)支架上，多針孔板上的參考針孔中心與步進旋轉(zhuǎn)支架的旋轉(zhuǎn)中心重合；沿光束前進的方向依次排列光源、擴束及波面整形器、樣品、多針孔板和圖像記錄及處理裝置；圖像記錄及處理裝置包括圖像傳感器，圖像傳感器置于步進旋轉(zhuǎn)支架之后，并與計算機連接；同時計算機還與步進旋轉(zhuǎn)支架連接。它結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)方便，成本較低，適用于多種不同光源，可實現(xiàn)復(fù)數(shù)物體或三維物體的成像，不需要成像透鏡，尤其適用于像X射線這類難以制備出高質(zhì)量成像透鏡的場合。
文檔編號G01N21/45GK201421432SQ200920019478
公開日2010年3月10日 申請日期2009年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月20日
發(fā)明者盧雷雷, 國承山, 岳舒娟, 魏功祥 申請人:山東師范大學