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  • 看到不可见的物体:偏振器调整可增加透明物体的可见性

    作者:光行天下小萌新译 来源:物理学家组织网 时间:2020-05-20 11:04 阅读:159 [投稿]
    Ruan小组调整偏振器的简单方案可以光学计算入射光沿不同方向的空间差异。

    在生物显微镜和X射线成像中,许多透明物体或结构很难观察到。由于它们的光吸收率低,因此通常的强度测量无法正常工作。取而代之的是,结构信息主要通过光传播通过对象的不同部分时的不同相位变化来传达。 

    泽尼克(Zernike)发明了相位对比显微镜,使透明物体可见,并于1953年获得了诺贝尔物理学奖。后来,为进一步增强对比度,开发了一种称为微分干涉对比成像的方法,可将相变定量转换为强度,从而提供有关当光传播通过物体时经历的光路 -它的光学厚度。还已经证明了基于干扰设置或纳米结构设备的方法。然而,当前的方法依赖于复杂的配置,导致光学对准和调节困难。 

     

    基于极化分析的介电界面上光反射的相位挖掘方法示意图

    光学计算空间差异:超越边缘检测 

    将光视为电磁波,可以在入射光电场的空间微分的光学计算中找到这些困难的解决方案。到目前为止,该应用程序仅限于边缘检测,因为它可以提高透明物体边缘的对比度。但是,它还没有解决定量相分布恢复的困难。最近,由浙江大学阮志超领导的一组研究人员开发了可调节的空间微分,以表征和定量恢复相分布。 

    Ruan的小组证明,调整偏振器的简单方案可以光学计算入射光沿不同方向的空间差异。他们还通过将均匀的恒定背景调整为偏差来改善对比度,创建了虚拟光源,在测量的图像上投射了阴影。基于这种偏置方法,它们可以区分光场分布的相位增加和减少,并可以高度准确地(0.05λ内)量化观察对象的光学厚度。 

    该方法简单,灵活,并且比当前方法便宜得多。它避免了复杂结构的制造,以及光学对准和调整的困难。也许最重要的是,所提出的方法与光波长无关,并且可以开辟新的途径来量化X射线或电子显微镜成像中的相位。

    相关链接:https://phys.org/news/2020-05-invisible-polarizer-adjustments-visibility-transparent.html 

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