基于波动光学的显微光场成像点扩散函数

作者：顾梦涛; 宋祥磊; 张彪; 唐志永; 许传龙显微成像反卷积光场成像流场

摘要：光场Micro-PIV通过Lucy-Richardson(L-R)算法对光场图片进行反卷积重建,从而获得示踪粒子的三维坐标信息,准确的点扩散函数(PSF)是L-R算法完成重建的前提,而现有PSF模型不适用于光场Micro-PIV系统。为此,建立了基于波动光学的显微光场成像PSF模型,进行了数值仿真,获得了模拟PSF图像,并通过结构相似性算法计算了模拟PSF图像与实际PSF图像的相似度,进一步利用L-R算法结合PSF对单个粒子和不同浓度下示踪粒子的流场进行了三维重建。结果表明:模拟PSF图像与实际PSF图像相似度大于0. 94,表明PSF模型具有较高的准确性;单个粒子的三维坐标误差在一个像素以内,并可准确地获得不同浓度下示踪粒子的三维坐标信息,进一步验证了模型的准确性,为光场Micro-PIV实现瞬时三维速度场测量奠定了基础。

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