文 献 综 述
摘要：交叠成像技术(Ptychography)是一种新型相干衍射成像方法，使用衍射平面上的光强通过迭代算法来重建物体相位。本文简要介绍了交叠成像技术的发展状况与技术原理。通过查阅国内外在交叠成像技术以及LabVIEW实验平台应用方面的文献资料，了解LabVIEW平台在数据信息自动采集方面的应用前景，为后续实现交叠成像技术中的数据自动采集打下基础。
关键字：交叠成像； LabVIEW； 自动采集；
- 引言
Ptychography的概念是在1968到1973年由Walter Hoppe提出的，是一种基于卷积理论的相位恢复算法，区别于其他的相位恢复算法，它具有分辨率高、收敛速度快、成像视场宽等优势。2004年，英国谢菲尔德大学教授John Rodenburg进一步提出了PIE （Ptychographic Iterative Engine）方法，将低分辨率扫描成像和超高分辨率衍射成像结合，拓展了成像范围的同时，仍能保障较高的分辨率。2009年，Maiden等提出了可以同时恢复照明光和待测样品分布的extended-PIE（ePIE)算法，当难以导出一个精确的探针模型时，它依旧能够得出一个良好的重建结果。随着一系列理论的发展，交叠成像方法的优势更为突出，展现出了在大幅面成像和高分辨成像方面的巨大潜力。而在用PIE方法进行衍射斑数据采集时，需要物体相对照明光发生多次位移，并且每完成一次移动都要记录下相应的衍射斑。因此实验中如果手动操作平移台移动样品记录数据的话会大大增加实验周期，同时为实验带来很多不可控的误差。为了避免以上问题，希望通过LabVIEW软件编程实现对平移台和CCD的二次开发，完成交叠成像多幅远场衍射图像采集实验系统信息数据的自动采集，进一步简化实验操作，提高实验效率，并减小实验误差。
- 交叠成像实验原理
- 交叠成像技术
交叠成像技术ptychography，形容一种通过对经局部照明的物体进行傅里叶变换卷积，并将得到的衍射斑与周边其他衍射斑折叠起来的方法，ptychography致力于重建出经物体散射的整个波场函数，不同的是它不需要参考光。只需要通过记录衍射平面的强度信息，并通过卷积理论即可解算出散射物体的结构信息。
图2.1 ptychography 光路示意图
2.PIE算法
PIE（Ptychographic Iterative Engine）是一种可扩展成像范围的相位恢复迭代算法，这种方法结合了ptychography和之前的计算机迭代算法的特点，通过照明光扫描待测物体，记录一系列的衍射光斑，并且保证相邻两个照明光扫描范围有部分重叠，同时在待测样品面不需要添加限制条件，能够对非周期分布的复杂相位物体进行成像，甚至在第一次循环中就能够恢复样品的结构特点[5]。
图2.2 PIE成像原理图
- LabVIEW
- LabVIEW简介
LabVIEW是实验室虚拟仪器集成环境(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)的简称，是美国国家仪器公司NI的创新软件产品，也是目前应用最广、发展最快、功能最强的图形化软件开发集成环境。
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