层叠阵列扫描成像系统微透镜排布与串扰抑制的研究

光束扫描技术已越来越广泛地应用于生活中的各个领域,因此光束扫描成像系统逐渐成为研究热点。在可实现扫描成像的诸多方法中,微透镜阵列作为光束扫描方法中的一种形式,通过层叠微透镜阵列产生相对位移的原理,使光束按照一定的周期性入射可实现扫描成像。在利用微透镜阵列系统实现扫描成像的过程中,由于微透镜的自身特性及动态扫描形式,使得衍射效应和光束串扰这两个问题不容忽视。因此本文基于上述问题展开具体研究。由于微透镜阵列的单元尺寸较小,衍射现象在微透镜阵列扫描成像系统中尤为突出,其对成像的影响不容忽略。本文首先基于标量衍射理论,构建了几种典型形状子孔径衍射的计算模型。其次,结合衍射和傅里叶阵列理论,从孔径平面的填充因子角度出发分析了孔径形状和阵列排布方式的影响,推导了微透镜阵列系统的复振幅分布及像面光强分布表达式,讨论了填充因子和衍射对微透镜阵列成像系统的综合影响。再次,推导并分析了微透镜参数与孔径形状和阵列排布之间的关系,讨论了衍射效应对阵列扫描成像系统调制传递函数的影响。最后利用Virtual Lab软件仿真分析了孔径形状和阵列分布的衍射效应,使构建的计算模型和提出的计算方法得到了验证。结合填充因子和衍射对微透镜阵列成像系统的综合影响,以填充因子和衍射效应影响作为综合评价目标,优化微透镜阵列的参数与排布形式,为微透镜阵列扫描成像系统的设计提供理论依据。同时,层叠微透镜需要横向错动实现光束快速扫描,因此在动态扫描时不可避免地会在相邻子透镜之间产生串扰,串扰光束将与正常成像光束发生混叠,严重影响系统的成像质量,因此本文首先对微透镜阵列扫描系统中串扰的产生机理进行分析。为了抑制层叠微透镜阵列扫描系统中的串扰光束,结合几何光学追迹方法,以光阑对串扰光线的阻断作用作为指导思想,提出一种层叠光阑阵列串扰抑制方法,实现了动态扫描过程中串扰杂散光的阻断与抑制,并以具体的层叠微透镜阵列扫描系统为例,通过FRED软件对系统的串扰现象与抑制过程进行仿真模拟,直观地分析与讨论了串扰对系统成像质量的影响与抑制情况,经过仿真对比分析发现,加入层叠串扰抑制光阑后,层叠微透镜阵RIPA radio immunoprecipitation assay列的串扰得到了有效抑制,结合后续的成像系统进一步模拟分析,结果显示由微透镜阵列和成像系统组合而成的扫描成像系统的串扰光束取到了非常好的抑制效果。最后,搭建了层叠微透镜阵列扫描系统的实验平台,通过串扰抑制光阑阵列放置前后的成像实验效果进行对比,验证了所提出串扰抑制方法的正确性。本文的研究内容从填充因子与衍射效果出发,给出了最Lorlatinib化学结构优微透镜阵列参数与阵列排布优化参考评价标准,实现层叠微透镜阵列系统高质量成像的优化;针对动态扫描过程中产生的光束串扰问题,提出层叠光阑阵列的串扰抑制方法,解决层叠微透镜阵列成像光学系统中的串扰杂散光问题。为微透镜阵列在PD-0332991浓度动态扫描过程中的衍射效应及串扰光束控制应用提供理论支撑,对解决微小光学领域的一些前沿问题具有一定的理论意义和应用价值。