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Spatially-coded wavelength-scanning lensless on-chip microscopy for pixel-super-resolved quantitative phase imaging

光学 相位成像 显微镜 像素 相(物质) 波长 点扩散函数 光谱成像 材料科学 相位恢复 摄影术 光激活定位显微镜 干涉显微镜 超分辨显微术 扫描共焦电子显微镜 衍射 物理 傅里叶变换 量子力学
作者
Chengfei Guo,Haoran Ma,Jiayu Ding,Xiaopeng Shao,Siying Peng
出处
期刊:Optics Letters [Optica Publishing Group]
被引量:1
标识
DOI:10.1364/ol.558510
摘要

Conventional wavelength-scanning phase retrieval introduces different illumination wavelengths for acquiring phase diversity intensity measurements. However, slow-varying phase information cannot be converted to intensity variations for detection. As a result, the low-frequency contents of the phase profile cannot be properly restored in the phase retrieval process. To address this challenge, in this Letter we present a spatially coded wavelength-scanning approach (scWS), a novel (to the best of our knowledge) method that synergizes wavelength scanning with spatial-domain coded detection for true quantitative phase imaging. In our scheme, we add a thin coded layer on top of the image sensor for encoding the slow-varying phase information into the intensity measurements with modulated patterns. Inspired by the coded ptychographic imaging, we report a reconstruction scheme to jointly recover the complex object and the unknown coded layer. With both simulation and experimental results, we show that the recovered phase is quantitative and the slow-varying phase profiles can be properly restored in post-acquisition reconstruction. Additionally, the reported approach can obtain a better image quality compared to the conventional wavelength-scanning approach. The development of a scWS lensless on-chip microscopy (LOM) platform is expected to inspire applications in the realm of computational microscopy, especially in applications where portable and in situ measurements are required.

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