精细光谱与精细结构团队在单像素成像研究方面取得新进展

近期，我院精细光谱与精细结构团队与烟台大学曹德忠教授和澳门大学刘宏超教授合作，在极弱光单像素彩色成像研究方面取得新进展，相关工作“Full-color photon-counting single-pixel imaging”以河北大学为第一单位发表在光学领域权威期刊Optics Letters（2021, 46, 4900），硕士研究生赵亚楠为论文第一作者，张素恒博士和梁宝来教授为论文通讯作者。

单像素成像是一种新颖的计算成像技术，即利用一个单像素探测器获取物体的空间分布信息。单像素探测器灵敏度高、光谱范围宽，同时具有较高的时间分辨能力，非常适于极弱光情况下宽光谱成像，因而具有极大的应用价值并受到广泛关注。本工作中，作者首次提出并实验证明了一种高效的全彩色单像素成像技术，将时间相关单光子计数（TCSPC）与时分复用相结合，在极低的光照度下仅通过单轮测量，即可对目标物体进行高质量全彩成像。该技术利用数字微镜（DMD）调制具有预置延迟的三色激光脉冲序列，实现结构化照明，在TCSPC模块的帮助下，使用光电倍增管进行光子计数探测，基于光子计数的时间标签，解调目标物体的光谱信息与空间分布。这项技术为在极低光照条件下采用像素探测器通过单轮测量实现三维真实运动物体的全彩成像提供了可能，而且还能与其他计算成像技术集成，从而实现快速多光谱成像。