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散射介质内的多重散射使得入射光波前被严重扭曲,最终导致散射介质后的物体无法被普通的光学成像系统观测到。虽然自适应光学技术、相位共轭成像技术、散斑相关成像技术和散射光荧光显微术等散射光成像技术被相继提出来,但是上述技术均不能实现超分辨成像。2014年,韩国的Jung-Hoon Park教授所带领的课题组提出了散射超透镜成像技术,该技术能对散射介质后的物体进行超分辨成像。但是散射超透镜成像技术不能对大型物体成像,实际的视场只有几个微米。 本文在散射光荧光显微术的基础上提出了环形孔径散射光荧光显微术,该成像技术能同时实现散射光成像和超分辨成像。环形孔径散射光荧光显微镜的装置非常简单,只需要在散射光荧光显微镜中引入圆形挡板,且圆形挡板置于空间光调制器和散射介质之间。当圆形挡板和散射介质之间的距离在近场范围内时,散射介质可以将圆形挡板的近场倏逝波转换为可传播的远场波,从而实现超分辨。和散射光荧光显微术一样,环形孔径散射光荧光显微术首先需要利用波前整形算法使散射光聚焦到物平面上,然后需要使聚焦点在物平面上扫描来对物体成像。 当采用传统的反馈式波前整形算法聚焦散射光时,环形孔径散射光荧光显微术的成像时间漫长。为了缩短环形孔径散射光荧光显微术的成像时间,本文提出了优化的波前整形算法。优化的波前整形算法分为两个过程:获取散射介质的传输矩阵和理论计算发现空间光调制器的相位补偿,这两个过程相互独立。优化的波前整形算法有三个优点:(1)实验装置简单,且能大大提高波前整形聚焦技术的速度。(2)当系统元器件发生变化时,只需要重新计算对应的相位补偿,而不需要重新获取散射介质的传输矩阵。(3)要改变散射介质后的聚焦点的位置,只需要重新计算对应的相位补偿,而不需要重新获取散射介质的传输矩阵。 当采用传统的旋转入射光波前的方法扫描聚焦点时,环形孔径散射光荧光显微术的视场很小。为了获得大视场,本文提出了再调制方法。再调制方法通过重新对入射光进行波前整形来扫描聚焦点。因为可以利用优化的波前整形算法快速计算空间光调制器的最优相位补偿,当采用高速空间光调制器时,对入射光再次进行波前整形所花费的时间并不比旋转入射光波前所需的时间长。故而利用再调制方法代替旋转入射光波前的方法扫描聚焦点后,没有增加环形孔径散射光荧光显微术的成像时间。