High bandwidth holographic imaging

带宽(计算) 全息术 相位恢复 计算机科学 相位成像 干涉测量 多路复用 光学 吞吐量 数字全息显微术 相(物质) 空间光调制器 物理 傅里叶变换 显微镜 电信 量子力学 无线
作者
Zhengzhong Huang,Yunhui Gao,Liangcai Cao
标识
DOI:10.1117/12.2655523
摘要

Objective measurements of the morphology and dynamics of label-free cells and tissues can be achieved by quantitative phase. Modern quantitative optical imaging possesses a huge information capacity. But the bandwidth of quantitative phase imaging is technically limited in an interferometric setup, thereby constraining the throughput in label-free phase imaging. Firstly, we demonstrate a high-bandwidth holographic microscopy which exploits high-throughput label-free quantitative phase image. We introduce Kramers–Kronig relations to the off-axis multiplexing technology. Based the analyticity of band-limited signal under diffraction-limited system, the maximum space bandwidth utilization in single multiplexing hologram is increased to 78.5%. Secondly, by assisting with off-axis optimized initial phase in the phase retrieval, high-resolution and full-field reconstruction by exploiting the full bandwidth are demonstrated for complex-amplitude reconstruction. Off-axis optimization phase provides an effective initial guess to avoid stagnation and minimize the required measurements of multi-plane phase retrieval. Different tumor types and a variety of precursor lesions and pathologies can be visualized with label-free specimens.
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