| 序号 | 专利名 | 申请号 | 申请日 | 公开（公告）号 | 公开（公告）日 | 发明人 |
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| 21 | 多波长同时照明的非相干叠层衍射成像系统 | CN201620117718.3 | 2016-02-05 | CN205749284U | 2016-11-30 | 韩洋; 何俊华; 闫亚东; 韦明智; 潘安; 万能 |
| 本实用新型提供一种多波长同时照明的非相干叠层衍射成像系统，包括沿光路依次设置的双宽带分光棱镜、空间滤波器、复消色差透镜、探针及成像探测器；待测样品位于探针及成像探测器之间。还包括激光器，所述激光器的出射光通过双全反射镜垂直射入双宽带分光棱镜。基于叠层扫描的多路复用迭代算法，恢复待测样品的复振幅分布、探针的复振幅分布和光谱权重。本实用新型的成像方案与相对应的算法，不仅能够恢复不同波段下对应的复振幅待测样品，同时也能恢复不同波段的光谱权重和不同波段下对应的照明探针的复振幅分布。 | ||||||
| 22 | 一种基于SLM多角度调制的单次曝光叠层成像方法 | CN202310594630.5 | 2023-05-25 | CN116819765A | 2023-09-29 | 王大勇; 戎路; 龙翔; 林述锋; 赵洁; 王云新 |
| 本发明提供了一种基于SLM多角度调制的单次曝光叠层成像方法。该方法包括设计相位图像加载到空间光调制器中来生成不同角度的子光束，探测器采集到的单幅衍射图样包含物面交叠的五幅不同的子衍射图案，由于相邻衍射图交叠部分包含有物体冗余信息，可以用叠层迭代算法得到探针光束的复振幅分布，通过衍射回传得到物平面的复振幅分布。通过拍摄一幅衍射图强度分布图像，用叠层迭代算法计算出中心平面的相位分布，进而通过衍射回传得到物平面的复振幅分布与探针分布。相比于其他叠层成像方法，单次曝光叠层成像速度更快、对时间分辨与光源的相干性要求更低。 | ||||||
| 23 | 一种叠层成像重建方法及系统 | CN202111550851.X | 2021-12-17 | CN114241072B | 2024-03-22 | 史祎诗; 吕文晋 |
| 本发明公开了一种叠层成像重建方法及系统。所述方法，包括：根据采用叠层成像装置对样品进行多次扫描得到的多张衍射图确定最优衍射距离以及在最优衍射距离处每张衍射图的扫描位置；基于扫描位置确定当前迭代次数下的衍射预测图；采用平均池化法对当前迭代次数下的衍射预测图进行设定倍数的下采样，得到采样后的衍射预测图；计算采样后的衍射预测图和相应的衍射图之间的损失；根据损失确定样品最终的复振幅分布和探针最终的复振幅分布，实现图像重建。本发明能在使用较大像素尺寸的传感器的情况下，提高分辨率。 | ||||||
| 24 | 一种叠层成像重建方法及系统 | CN202111550851.X | 2021-12-17 | CN114241072A | 2022-03-25 | 史祎诗; 吕文晋 |
| 本发明公开了一种叠层成像重建方法及系统。所述方法，包括：根据采用叠层成像装置对样品进行多次扫描得到的多张衍射图确定最优衍射距离以及在最优衍射距离处每张衍射图的扫描位置；基于扫描位置确定当前迭代次数下的衍射预测图；采用平均池化法对当前迭代次数下的衍射预测图进行设定倍数的下采样，得到采样后的衍射预测图；计算采样后的衍射预测图和相应的衍射图之间的损失；根据损失确定样品最终的复振幅分布和探针最终的复振幅分布，实现图像重建。本发明能在使用较大像素尺寸的传感器的情况下，提高分辨率。 | ||||||
| 25 | 一种宽带光源的大视场相干衍射成像方法、装置及系统 | CN202211718927.X | 2022-12-30 | CN116300032A | 2023-06-23 | 曹伟; 刘瑞凡; 游骐骏; 陆培祥 |
| 本发明公开了一种宽带光源的大视场相干衍射成像方法、装置及系统，利用衍射矩阵和最小二乘共轭梯度法将宽带衍射图样单色化以减小衍射图样等效带宽，提出了一种可以使叠层相干衍射成像技术在宽带光源入射情况下，空间分辨率大幅提升的方法。衍射矩阵的构建只与衍射图样大小和光谱信息有关，不受光谱采样密度的影响，因此避免了对光谱有限密度采样的结果失真问题。同时，经过处理后获得的单色化衍射图样直接作用于合适的叠层相干衍射成像迭代算法，无需任何插值以及衍射图样叠加操作，降低了重构所需时间，提升了空间分辨率精度。利用单色化处理改善相干衍射成像中对窄带光谱的需求，在使用宽带光源的情况下，极大的保留了其空间分辨能力。 | ||||||
| 26 | 衍射距离校准方法及系统和图像重建方法及系统 | CN201910659780.3 | 2019-07-22 | CN110308117B | 2021-08-24 | 马锐; 杨栋宇; 于韬; 祝玉鹏; 孙鑫凯; 陶冶; 张书源; 史祎诗 |
| 本发明公开一种衍射距离校准方法及系统和图像重建方法及系统。本发明提供的校准方法及系统，利用图像熵的方法评价相干衍射计算中重建图像的收敛性，并在校准衍射距离时通过随机相位约束来增加利用图像熵评价衍射图收敛性的准确度，因此能够精准确定衍射距离。根据校准后的精确衍射距离，应用叠层显微成像方法进行图像重建时，输入的衍射距离是无偏参数，能够极大地增强重建算法的收敛性和唯一解的约束，因此，能够显著提高叠层显微成像重建的图像分辨率，从而提高成像质量。 | ||||||
| 27 | 衍射距离校准方法及系统和图像重建方法及系统 | CN201910659780.3 | 2019-07-22 | CN110308117A | 2019-10-08 | 马锐; 杨栋宇; 于韬; 祝玉鹏; 孙鑫凯; 陶冶; 张书源; 史祎诗 |
| 本发明公开一种衍射距离校准方法及系统和图像重建方法及系统。本发明提供的校准方法及系统，利用图像熵的方法评价相干衍射计算中重建图像的收敛性，并在校准衍射距离时通过随机相位约束来增加利用图像熵评价衍射图收敛性的准确度，因此能够精准确定衍射距离。根据校准后的精确衍射距离，应用叠层显微成像方法进行图像重建时，输入的衍射距离是无偏参数，能够极大地增强重建算法的收敛性和唯一解的约束，因此，能够显著提高叠层显微成像重建的图像分辨率，从而提高成像质量。 | ||||||
| 28 | 消减热漫散射和非弹性散射的扫描透射衍射方法及装置 | CN202311450660.5 | 2023-11-02 | CN117491400A | 2024-02-02 | 于荣; 崔吉哲; 郑怡 |
| 本申请涉及一种消减热漫散射和非弹性散射的扫描透射衍射方法及装置，其中，方法包括：采集二维样品平面内规律排列或随机分布的扫描点的会聚束衍射信息，并根据会聚束衍射信息得到包含有扫描位置和扫描位置对应衍射信息的实验数据；根据实验数据计算位置平均的会聚束衍射，并在实验数据中每个扫描位置减去会聚束衍射，得到数据集；在四维扫描透射衍射分析或叠层成像的重构过程中减去会聚束衍射，使得利用数据集进行分析或重构，获得样品的结构信息，以消减实验数据中热漫散射和非弹性散射的贡献。由此，解决了相关技术中，由于热漫散射和非弹性散射对叠层成像技术的影响，导致重构过程存在误差，降低了结构分析精度和厚样品的叠层重构效率等问题。 | ||||||
| 29 | 一种基于加权探针的叠层衍射位置校正方法 | CN202310532396.3 | 2023-05-11 | CN116698791A | 2023-09-05 | 谷洪刚; 钟磊; 刘世元; 刘力 |
| 本发明提供了一种基于加权探针的叠层衍射位置校正方法，属于相干衍射成像领域，该方法为：采集衍射光场强度信息，同时初始化照明探针和待测样品的信息函数以及探针位置；获得出口波并导入传播模型获得模拟衍射光场，替换衍射光场强度信息进而获得更新衍射光场；将更新衍射光场导入逆向传播模型并获得衍射出口波，进而更新各个扫描位置待测样品和照明探针的信息函数；在探针位置周围形成探针矩阵，计算相关性后更新探针位置，重复上述步骤以进行迭代，直至完成预设次数迭代或达到预设条件。本发明可以避免局部未收敛区域对全局扫描位置校正的相互串扰，极大地提升了叠层衍射位置校正方法的收敛稳定性和收敛精度。 | ||||||
| 30 | 基于预照明成像的叠层成像技术 | CN201510651865.9 | 2015-10-12 | CN105137609A | 2015-12-09 | 史祎诗; 张骏; 王智博; 王雅丽; 李拓; 杨秀波 |
| 本发明公开了一种通过预照明成像进行叠层重建约束的叠层成像技术。本发明通过预先照明获取待测样品周围图像所呈像，作为叠层恢复的已知条件。然后通过叠层扫描获取待测样品及其周围图像的衍射图像，并与预照明图像同时带入到本发明所设计的基于预照明成像的叠层迭代算法中进行处理，最终重建得到待测样品的复振幅图像。本发明通过预照明成像的方式对叠层恢复进行约束，能够使待测样品在复振幅上特别在相位方面的恢复质量大幅提升，实验操作简单，且相比于传统叠层成像技术，无需额外成本即可得到更好的恢复结果。同时，本发明技术在抗噪声性和抗孔径位置偏移性上均有显著提高。 | ||||||
| 31 | 一种应用于超快光源的全息成像和装置 | CN202310170617.7 | 2023-02-27 | CN116243577A | 2023-06-09 | 曹伟; 游骐骏; 刘瑞凡; 陆培祥 |
| 本发明公开了一种应用于超快光源的全息成像和装置，属于显微成像技术领域。方法包括：在使用宽带光源的情况下，分别采集背景光斑衍射数据和样品衍射数据，将样品衍射数据点除背景光斑衍射数据得到归一化后的全息图；在近场平面对样品函数施加振幅限制和相位限制，以获得完全没有孪生像的重建图像。本发明将全息成像技术应用于超快成像，仅需要输入一副衍射图就可以实现宽带光源的大视场超分辨全息成像，相比于叠层算法，重构所花费的时间极大的减少，并且采集数据所花费的时间也远少于叠层算法；可以提高对光谱的采样密度，减少了重建图像分辨率的损失。 | ||||||
| 32 | 一种基于像素合并和无样本训练的超分辨叠层成像方法 | CN202311356438.9 | 2023-10-18 | CN117274062A | 2023-12-22 | 窦健泰; 李旭; 裴子豪 |
| 本发明公开了一种基于像素合并和无样本训练的超分辨叠层成像方法，包括以下步骤：预准备阶段：将采集到的K幅衍射图样直接带入叠层成像算法迭代i次重建图像，将获得的图像作为高分辨率图像Thr；对采集到的K幅衍射图样进行像素合并，将合并后的K幅衍射图样带入叠层成像算法迭代i次重建图像，将获得的图像作为低分辨率图像Tlr；训练阶段：调整无样本训练程序中的参数；将Thr与Tlr输入退化模型，随机截取Thr与Tlr中相同位置的区域生成训练时所用的hr‑lr数据对，对hr‑lr数据对进行处理并训练；保存训练好的超分辨模型；输出结果阶段。本发明利用像素合并的叠层成像方法和深度学习中的无样本训练方法实现图像超分辨率，可进一步提高重建质量。 | ||||||
| 33 | 一种高分辨率叠层成像方法 | CN202310386900.3 | 2023-04-12 | CN116402688A | 2023-07-07 | 窦健泰; 张静怡; 胡友友 |
| 本发明公开了一种高分辨率叠层成像方法，包括以下步骤：将初始物函数矩阵以零元素向外扩充，在CCD平面用采集的衍射光强更新振幅时，只更新非扩充区域F0，扩充区域F1保持不变，将衍射信息通过迭代外推到CCD孔径之外，可从采集的衍射图像中得到CCD边界外的高阶衍射信息，迭代i次获得重建物函数Oi(x,y)；采用多权重损失函数优化，生成对抗网络；将外推法获得的重建物函数Oi(x,y)输入训练好的生成网络进行重建，输出高分辨率图像O(x’,y’)。本发明利用外推法和多权重损失函数生成对抗网络，解决了叠层成像重建受数值孔径和像素尺寸限制的问题，大幅提高运算效率，与只采用MSE作为损失函数的单权重GAN叠层成像超分辨率方法相比，可进一步提高成像分辨率。 | ||||||
| 34 | 一种双波长叠层显微成像方法及系统 | CN201910659724.X | 2019-07-22 | CN110360924B | 2021-01-26 | 马锐; 于韬; 杨栋宇; 孙鑫凯; 祝玉鹏; 张书源; 陶冶; 史祎诗 |
| 本发明公开一种双波长叠层显微成像方法及系统。该方法包括：获取在两种波长光束的照射下CCD探测器得到的多幅衍射图；将每幅衍射图进行分通道提取得到两种波长下的多幅衍射图；对每种波长下的衍射图进行物平面的振幅信息提取得到物平面振幅图；计算每种波长下相邻的两幅振幅图在不同的重叠程度下的振幅信息的相关系数；比较相关系数确定相关系数最大值所对应的重叠程度得到位置偏差；根据位置偏差对每种波长下的各幅振幅图进行坐标校准得到校准坐标；对两种波长下的同一序号的振幅图的校准坐标求平均取整得到对应的衍射图的真实坐标；将各幅衍射图的真实坐标输入叠层成像算法得到重建后的物体图像。本发明的方法及系统能够提高成像效率。 | ||||||
| 35 | 一种双波长叠层显微成像方法及系统 | CN201910659724.X | 2019-07-22 | CN110360924A | 2019-10-22 | 马锐; 于韬; 杨栋宇; 孙鑫凯; 祝玉鹏; 张书源; 陶冶; 史祎诗 |
| 本发明公开一种双波长叠层显微成像方法及系统。该方法包括：获取在两种波长光束的照射下CCD探测器得到的多幅衍射图；将每幅衍射图进行分通道提取得到两种波长下的多幅衍射图；对每种波长下的衍射图进行物平面的振幅信息提取得到物平面振幅图；计算每种波长下相邻的两幅振幅图在不同的重叠程度下的振幅信息的相关系数；比较相关系数确定相关系数最大值所对应的重叠程度得到位置偏差；根据位置偏差对每种波长下的各幅振幅图进行坐标校准得到校准坐标；对两种波长下的同一序号的振幅图的校准坐标求平均取整得到对应的衍射图的真实坐标；将各幅衍射图的真实坐标输入叠层成像算法得到重建后的物体图像。本发明的方法及系统能够提高成像效率。 | ||||||
| 36 | 双衍射级次Offner成像光谱仪 | CN201310521220.4 | 2013-10-29 | CN103592024A | 2014-02-19 | 方伟; 张浩; 叶新 |
| 双衍射级次Offner成像光谱仪属于高光谱成像技术领域，包括：Offner凸面光栅光谱成像系统和双波段面阵光电探测器，双波段面阵光电探测器由两种不同响应波段的光敏元同轴叠层或者平行隔行制作而成；光谱成像系统中的光栅同时使用一级和二级衍射光作为有效工作级次，光电探测器同时分别接收对应的一级和二级衍射光。本发明通过使用双波段探测器与光栅双衍射级次的谱段匹配，实现一二级衍射波段的同时探测，扩展了仪器的工作光谱范围、提高了衍射效率；有助于降低仪器的整体偏振灵敏性；双波段探测器简化了光路结构，降低了仪器体积和重量，并且自动实现两个波段的空间维像素的对齐及一二级衍射倍频波长的对准。 | ||||||
| 37 | 一种达曼光栅分束的单次曝光太赫兹叠层成像方法 | CN202310303301.0 | 2023-03-26 | CN116499988A | 2023-07-28 | 戎路; 林昊; 王大勇; 赵洁; 林述锋; 王云新 |
| 本发明公开了一种基于达曼光栅分束的连续太赫兹波单曝光叠层成像方法，该方法通过分束器件太赫兹达曼光栅产生对被测样品进行阵列照明的子波束，同时捕获多束携带被测样品信息的衍射图样，将衍射图样进行叠层重建算法重建出照明光束的复振幅和样品的透过率函数，得到被测样品的表面形貌，提取出被测样品的相位信息，从而定量推算出被塑料、陶瓷、纸张等非极性物质遮挡的被测样品表面的形貌结构。本发明有效解决了普通太赫兹叠层成像需要多次曝光，使得实时性较低的问题，从而在定量得到大样品的形貌结构的基础上，真正实现大视场高分辨率快速成像。 | ||||||
| 38 | 一种连续太赫兹反射式叠层成像方法 | CN201910668696.8 | 2019-07-23 | CN110398213B | 2021-01-08 | 戎路; 王大勇; 谭芳蕊; 唐超; 王云新; 赵洁 |
| 本发明公开了一种连续太赫兹反射式叠层成像方法，该方法包括捕获携带被测样品信息的衍射图样，将衍射图样进行叠层重建算法重建出照明光束的复振幅和样品的透过率函数，得到被测样品的表面形貌，提取出被测样品的相位信息，从而定量推算出被塑料、陶瓷、纸张等非极性物质遮挡的被测样品表面的形貌结构。本发明有效解决了反射式样品的太赫兹叠层成像问题，从而定量得到大样品的形貌结构，真正实现大视场高分辨率快速成像。 | ||||||
| 39 | 一种连续太赫兹反射式叠层成像方法 | CN201910668696.8 | 2019-07-23 | CN110398213A | 2019-11-01 | 戎路; 王大勇; 谭芳蕊; 唐超; 王云新; 赵洁 |
| 本发明公开了一种连续太赫兹反射式叠层成像方法，该方法包括捕获携带被测样品信息的衍射图样，将衍射图样进行叠层重建算法重建出照明光束的复振幅和样品的透过率函数，得到被测样品的表面形貌，提取出被测样品的相位信息，从而定量推算出被塑料、陶瓷、纸张等非极性物质遮挡的被测样品表面的形貌结构。本发明有效解决了反射式样品的太赫兹叠层成像问题，从而定量得到大样品的形貌结构，真正实现大视场高分辨率快速成像。 | ||||||
| 40 | 叠层成像中物体片层透射函数的恢复方法、装置和存储介质 | CN202211343417.9 | 2022-10-30 | CN115984120B | 2024-02-02 | 林芳; 高博文; 张晓涵; 林上港; 谭穗妍 |
| 本发明提供一种叠层成像中物体片层透射函数的恢复方法、装置和存储介质，方法包括：获得被测物体不同扫描位置的多张实验衍射像；通过迭代操作由实验衍射像恢复物体各片层的透射函数，各迭代操作包括：在当前迭代中确定各片层待修正透射函数的振幅和相位，并估计入射波函数；基于实验衍射像、传播函数以及各片层的透射函数的振幅和相位，利用成像公式获得被测物体在不同扫描位置的模拟衍射像；基于模拟衍射像和实验衍射像的差值，计算衍射像的误差函数；基于误差函数分别对各片层透射函数的振幅与相位求梯度公式，计算各片层的透射函数的振幅和相位的修正量；基于修正量来修正各片层透射函数的振幅和相位，获得当前迭代后的模拟衍射像。 | ||||||
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