浙江大学丁志华获国家专利权
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龙图腾网获悉浙江大学申请的专利一种浑浊介质中基于扫频光学相干层析技术的超深度三维成像装置及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118806237B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-04发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410875182.0,技术领域涉及:A61B5/00;该发明授权一种浑浊介质中基于扫频光学相干层析技术的超深度三维成像装置及方法是由丁志华;杨璐设计研发完成,并于2024-07-02向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种浑浊介质中基于扫频光学相干层析技术的超深度三维成像装置及方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种浑浊介质中基于扫频光学相干层析技术的超深度三维成像装置及方法。本发明利用样品纵深方向的并行探测与横向场分布的扫描探测相结合的三维散射场快速探测方法,获得深度分辨的反射矩阵,提供超深度成像所需的深度范围。本发明通过在系统中引入准共路参考臂来获取并补偿扫描探测固有的帧内相位波动,并采用对残留帧间相位漂移不敏感的矩阵方法实现图像重建。证明剩余未补偿的帧间直流漂移和统一的相位分布误差对图像重建无影响,本发明实现的超深度三维成像125微米×125微米×4毫米的总测量时间约为5分钟,与时域矩阵方法相比有了显著的飞跃。
本发明授权一种浑浊介质中基于扫频光学相干层析技术的超深度三维成像装置及方法在权利要求书中公布了:1.一种浑浊介质中基于扫频光学相干层析技术的超深度三维成像装置,其特征在于,包括依次相连的高速扫频光源、马赫-曾德尔干涉仪时钟箱、耦合器A、包括样品臂和参考臂的干涉仪、耦合器B、平衡探测器和用于处理数据的计算机;所述的参考臂包括准直透镜A和聚焦透镜A;所述的样品臂包括依次相连的准直透镜B、分束镜、聚焦透镜B、样品,以及分束镜一侧依次相连的聚焦透镜C和参考反射镜、另一侧依次相连的双轴振镜A和准直透镜C;所述的样品臂的输入端通过准直透镜B与耦合器A相连,输出端通过准直透镜C与耦合器B相连,所述的样品臂还包括设置于准直透镜B和分束镜之间的双轴振镜B或还包括设置于样品底面,支撑样品的二轴位移平台;基于浑浊介质中基于扫频光学相干层析技术的超深度三维成像装置用于超深度三维成像方法,包括:采用二轴位移平台移动样品或利用样品臂输入端的双轴振镜B扫描入射光,以实现聚焦光对样品各个位置的遍历扫描;在每个聚焦光扫描位置处,利用双轴振镜A扫描探测并记录相应的三维后向散射场的干涉光谱信号;对探测到的光谱信号做逆傅里叶变换,得到来自样品和参考反射镜的三维后向散射场的复振幅信号;根据马赫-曾德尔干涉仪时钟箱输出的时钟信号,计算不同轴向扫描探测之间的由波长变化引起的相位误差,并补偿至三维后向散射场中对应的轴向扫描信号;根据多次测量,即对应聚焦光扫描不同位置时得到的参考反射镜的复振幅场,计算其光场分布的帧间变化,进一步补偿至对应的三维后向散射场;相位补偿操作完成后,仍残留了未补偿的相位,但不影响后续图像重建;将所有相位补偿后的三维后向散射场中同一深度的二维场重排为列向量,按照扫描轨迹将列向量排列在反射矩阵中,由此构成一个指定深度下的反射矩阵;对三维后向散射的复振幅场中不同深度的二维场均进行上一步的重塑过程,构建深度分辨的反射矩阵;对每个深度的反射矩阵采用数字针孔滤除大部分多重散射贡献,然后再进行奇异值分解和二维图像重建;图像重建中,为确定所需要的主奇异值数量,对不同数量的奇异值重建的图像和相应剩余奇异值重建的图像所构成的图像对进行相关性分析,以确定最佳主奇异值数量,实现二维图像的最佳重建;最后,将每个深度得到的最佳重建的二维图像按深度排列,可得到成功复原的三维目标,实现浑浊介质中的超深度成像。
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