研究目的
提出一种随机相位调制光学相控阵激光雷达的快速校准技术，以解决光栅扫描成像方案中耗时的校准问题，并通过恢复点扩散函数来提高图像质量。
研究成果
提出的RPMI快速校准方法比RSI校准快三倍，同时能反演点扩散函数（PSF），通过去卷积减少旁瓣模糊来提升图像质量。实验结果表明，去卷积后信噪比（SNR）和结构相似性（SSIM）显著改善，验证了该方法在动态成像应用中的有效性。
研究不足
所使用的OPA为一维结构，仅含8个元件，限制了分辨率并阻碍了二维成像实验的开展。由于存在部分相关性，RPMI需要更多采样模式，且系统性能可能受到制造缺陷和调制速率限制的影响。
1：实验设计与方法选择：
本研究比较了光栅扫描成像（RSI）和随机相位调制成像（RPMI）方案。采用理论模型进行OPA光束偏转和图像重建，包括使用随机并行梯度下降（SPGD）算法进行RSI校准，以及通过互相关计算RPMI中的点扩散函数（PSF）。
2：样本选择与数据来源：
使用具有特定参数（波长1550nm、像素宽度10μm、像素间距20μm）的1维8单元OPA。实验场景包括模拟和实际中的双缝物体。
3：实验设备与材料清单：
设备包括光纤激光源、定制8通道D/A转换器、相机镜头、CCD、单像素探测器、高速A/D转换器、红外相机和线性平移台。材料包括铌酸锂波导OPA和透明双缝场景。
4：实验流程与操作步骤：
校准阶段施加调制电压并记录CCD采集的光分布；成像阶段照射场景并检测光强，通过理查德森-露西算法处理数据以实现图像重建与去卷积。
5：数据分析方法：
计算信噪比（SNR）和结构相似性指数（SSIM）评估图像质量，通过光分布的互相关推导PSF用于去卷积。
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single-pixel detector
PDA20CS-EC
Thorlabs
Detects light intensities transmitted through the scene for image reconstruction.
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fiber laser source
NP, 100mw
NP
Provides continuous wave laser light at 1550nm wavelength for illumination in the imaging system.
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D/A
customized 8-channel
Generates and applies modulation voltages to the OPA electrodes for phase modulation.
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camera lens
Nikon AF-S Nikkor, f=50mm, F/1.4G
Nikon
Focuses the modulated beam onto the scene for illumination.
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CCD
Measures far-field light distributions during calibration and records light patterns.
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A/D
PicoScope 6404D
PicoScope
Acquires and digitizes light intensity data from the detector for processing.
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infrared camera
Records light distributions at the imaging area for calibration purposes.
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linear translation stage
Moves the scene dynamically for dynamic imaging experiments.
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