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光学与光电技术 2024年

作者：崔钟明杨浩然武壮宋子奇吴谨中国科学院空天信息创新研究院激光工程技术中心中国科学院大学电子电气与通信工程学院

为缩小内窥成像探头体积，以适应更多的使用环境，实现高分辨率超细内窥成像，对一种基于相干光纤束的无扫描无透镜柔性光学内窥相位成像技术开展实验研究。利用1550 nm单频窄线宽激光器、相干光纤束、高速短波红外相机等建立了成像实... 详细信息

为缩小内窥成像探头体积，以适应更多的使用环境，实现高分辨率超细内窥成像，对一种基于相干光纤束的无扫描无透镜柔性光学内窥相位成像技术开展实验研究。利用1550 nm单频窄线宽激光器、相干光纤束、高速短波红外相机等建立了成像实验装置，开展了点目标成像实验，研究了相干光纤束纤芯长度不一致引入的相位误差对成像的影响与补偿方法，并进行了理论建模分析。实验结果表明相干光纤束纤芯长度引入的相位误差在长达5小时观察时间内相对稳定，可实现有效的补偿；在相干光纤束远端面10 cm处，点目标横向平移±4 mm内可以实现较好的相位误差补偿，但随着点目标横向偏移的增大，相位误差补偿逐渐变差甚至完全失效。理论分析与仿真结果表明相位误差补偿的角度相关性与相干光纤束内光场的多模传播有关，采用纯单模传输的相干光纤束或对相干光纤束两端面进行精磨以消除纤芯长度误差，可以抑制相位误差补偿的角度相关性，实现有效的补偿。

关键词：相干光纤束内窥成像相位成像数字全息相位误差补偿

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无扫描无透镜柔性光学内窥成像的纤芯误差影响

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光学与光电技术 2024年

作者：杨浩然崔钟明武壮宋子奇吴谨中国科学院空天信息创新研究院—激光工程技术研究中心中国科学院大学电子电气与通信工程学院

研究基于相干光纤束（CFB）的无扫描无透镜柔性光学内窥相位成像技术中纤芯误差对成像的影响。针对CFB的传输模式和纤芯长度误差，利用波动光学理论建立了基于CFB的无扫描无透镜柔性光学内窥2D相位成像的理论模型，数学仿真了不同传输... 详细信息

研究基于相干光纤束（CFB）的无扫描无透镜柔性光学内窥相位成像技术中纤芯误差对成像的影响。针对CFB的传输模式和纤芯长度误差，利用波动光学理论建立了基于CFB的无扫描无透镜柔性光学内窥2D相位成像的理论模型，数学仿真了不同传输模式或纤芯长度误差对成像的影响。结果表明：单模传输和多模传输下的成像分辨率不同，多模传输下具有超衍射极限分辨率的现象。纤芯长度误差对成像影响严重，纤芯长度误差较大时无法成像，纤芯长度误差较小时，成像信噪比降低。对小纤芯长度误差影响的低信噪比模糊图像，可采用维纳滤波，几次迭代后，图像的信噪比均能提升5dB以上，图像的归一化均方根误差均小于0.5，有效改善了图像质量。因此，在基于CFB的无扫描无透镜柔性光学内窥相位成像系统中，为了实现成像，需要采用单模CFB或在多模CFB中抑制多模实现单模运转。

关键词：柔性光学内窥成像相干光纤束传输模式纤芯长度误差维纳滤波

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