【摘 要】
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目前大多数太赫兹全息图像采用光栅扫描的形式探测,无法实现实时成像。压缩感知技术是一种边压缩边采样的新型采样理论,能最大程度的减少冗余信息的采集,节省数据采集时间。将压缩感知技术引入太赫兹单像素全息成像,能提高数据采集效率,加速图像的获取速度。论文从理论和实验上验证单像素压缩感知方法在太赫兹超表面全息重建中的有效性,并提出了一种动态可控超表面全息方案,有助于全息图实时切换及实时显示。具体研究内容包括
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目前大多数太赫兹全息图像采用光栅扫描的形式探测,无法实现实时成像。压缩感知技术是一种边压缩边采样的新型采样理论,能最大程度的减少冗余信息的采集,节省数据采集时间。将压缩感知技术引入太赫兹单像素全息成像,能提高数据采集效率,加速图像的获取速度。论文从理论和实验上验证单像素压缩感知方法在太赫兹超表面全息重建中的有效性,并提出了一种动态可控超表面全息方案,有助于全息图实时切换及实时显示。具体研究内容包括:1.在实验室现有的强场太赫兹时域光谱系统上改进设计了基于光调制的单像素太赫兹成像系统。飞秒激光被数字微镜器件（Digital Micromirror Device,DMD）上投影的局部哈达玛矩阵调制,反射的图案化的飞秒激光泵浦硅晶片,最大调制深度达到90%。2.对太赫兹全介电全息图实现了单像素成像实验,引入压缩感知技术,采用图像恢复算法重建不同压缩比下的全息图,在20%压缩率下可以保留95%以上的图像信息。太赫兹全息术和单像素压缩感知成像的结合为超表面成像提供了新的可能性,验证了太赫兹单像素压缩感知成像的稳定性。3.提出一种反射式高效率Pancharatnam-Berry（PB）相位介质超表面,通过数值模拟实现了动态可控的全息成像,将单像素压缩感知算法引入该方案的图像重建中将大大提高全息图像获取速度,该方案有助于促进全息图动态切换与实时显示。本文在高采样压缩比下对硅介质超表面样品实现了高质量的全息重建,且提出一种动态可控太赫兹全息成像方案。将压缩感知技术引入太赫兹超表面全息技术大大缩减了数据采集时间,在快速太赫兹单像素成像、全息实时显示等领域具有重要的意义。
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