通过散射介质成像的系统及方法与流程

技术特征：
1.一种用于通过散射介质成像的系统，其特征在于，所述系统包含：一成像单元，包括：(a)一光源单元，包括：至少一光源，提供具有选定的波长范围的相干照明；以及一空间光调制器，配置为选择性地改变通过所述至少一光源产生的光的波前的空间图案；(b)一收集单元，包括至少一检测器阵列，并且位于所述光源单元的旁边，用于收集从通过所述光源单元照射的一样本反射的光；以及一控制系统，包括至少一处理单元，并且连接到所述光源单元以及所述收集单元，所述控制系统配置为根据通过所述收集单元的所述至少一检测器阵列收集的光的空间图案来选择性地改变通过所述至少一光源产生的光的波前的空间图案，以满足表示所述波前的空间图案与收集的光的空间图案之间的关系的一反射条件。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述反射条件是指收集的光的强度图案在空间上与由所述至少一光源产生的光的波前的空间强度图案相类似，直至恒定损耗以及预定的阈值变化。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于：所述反射条件对应于i
in
(x)≈ki
out
(x)，其中i
in
(x)为通过产生的光的波前的所述空间图案所形成的强度图案，i
out
(x)为收集的强度图案，并且k是一测量值，表示来自所述样本中的特定深度的一焦点区域的损耗及反射。4.如权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于：所述成像单元位于一移动平台上，所述控制系统连接至所述平台，用于选择性地改变所述成像单元相对于所述样本的横向位置。5.如权利要求4所述的系统，其特征在于：所述控制系统配置为改变所述成像单元相对于所述样本的横向位置，并且在一选定数量的不同位置验证所述反射条件。6.如权利要求4或5所述的系统，其特征在于：所述控制单元配置为选择性地改变所述成像单元相对于所述样本的横向位置，从而扫描所述样本的一选定的区域，收集的光的图案的总强度的变化表示来自所述样本中的特定深度的一聚焦光斑的反射，所述扫描从而提供表示到所述样本中的所述特定深度的图像数据。7.如权利要求1至6中任一项所述的系统，其特征在于：所述处理单元包括一散射矩阵模块，所述散射矩阵模块配置为使用适合于满足所述反射条件的光的波前的空间图案的数据来确定所述样本的一估计散射矩阵。8.如权利要求7所述的系统，其特征在于：所述处理单元还包括图案确定模块，所述图案确定模块配置为接收所述估计散射矩阵上的数据，并使用所述估计散射矩阵来确定适于在选定的多个深度处的所述散射介质内产生焦点区域的一个或多个波前图案。9.一种通过散射介质成像的方法，其特征在于：所述方法包含：(a)将具有选定的波长范围以及选定的空间图案的相干照明波前定向到一样本上；(b)收集从所述样本返回的光，并确定收集的光的空间图案；(c)确定所述相干照明波前的所述选定的空间图案与收集的光的空间图案之间的一关系；(d)改变相干照明波前的空间图案，直到所述关系处于预定的反射条件内。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述预定反射条件被选择为满足以下条件：收集的光的空间图案在空间上与所述相干照明波前的空间图案相类似，直至恒定损耗以及
预定的阈值变化。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于：所述预定的反射条件对应于i
in
(x)≈ki
out
(x)，其中i
in
(x)为通过产生的光的波前的所述空间图案所形成的强度图案，i
out
(x)为收集的空间强度图案，并且k是一测量值，表示来自所述样本中的特定深度的一焦点区域的损耗及反射。12.如权利要求9至11中任一项所述的方法，其特征在于：所述方法还包含改变照明相对于所述样本的相对横向位置。13.如权利要求12所述的方法，其特征在于：所述方法还包含在所述样本上的一选定的数量的不同的横向位置上确定所述反射条件。14.如权利要求12或13所述的方法，其特征在于：所述方法还包含：扫描所述样本的一选定的区域；针对所述样本上的每个测量位置，确定相对于所述相干照明波前的总强度的收集的光的图案的总强度的变化，并且确定来自所述样本中的特定深度的一聚焦光斑的反射水平的数据；以及根据所述扫描产生表示到所述样本中的所述特定深度的图像数据。

技术总结
揭示了一种用于通过散射介质成像的系统。所述系统包括：一成像单元以及一控制系统。所述成像单元包括(a)一光源单元，包括：至少一光源，提供具有选定的波长范围的相干照明；以及一空间光调制器，配置为选择性地改变通过所述至少一光源产生的光的波前的空间图案；(b)一收集单元，包括至少一检测器阵列，并且位于所述光源单元的旁边，用于收集从通过所述光源单元照射的一样本反射的光。所述控制系统包括至少一处理单元，并且连接到所述光源单元以及所述收集单元，所述控制系统配置为根据通过所述收集单元的所述至少一检测器阵列收集的光的空间图案来选择性地改变通过所述至少一光源产生的光的波前的空间图案，以满足表示所述波前的空间图案与收集的光的空间图案之间的关系的一反射条件。系的一反射条件。系的一反射条件。


技术研发人员：泽埃夫
受保护的技术使用者：巴伊兰大学
技术研发日：2020.01.30
技术公布日：2021/10/28