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通过灵活的多模光纤实现稳定的实时成像
Scientific Reports ( IF 3.8 ) Pub Date : 2023-07-14 , DOI: 10.1038/s41598-023-38480-4
Abdullah Abdulaziz 1 , Simon Peter Mekhail 2 , Yoann Altmann 1 , Miles J Padgett 2 , Stephen McLaughlin 1
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传统的内窥镜包括一束光纤,将一根光纤与图像中的每个像素相关联。原则上,这可以简化为一根多模光纤(MMF),即人发的宽度,每个图像像素有一个光纤空间模式。然而,由于光纤空间模式之间的色散和耦合,通过多模光纤传输的图像表现为无法识别的散斑图案。此外,散斑图案会随着光纤弯曲而发生变化,使得多模光纤在柔性成像应用中的使用变得更加复杂。在本文中,我们提出了一种使用柔性多模光纤的实时成像系统,但该系统对弯曲具有鲁棒性。我们的方法在成像过程中不需要来自光纤远端的访问或反馈信号。我们利用变分自动编码器对散斑图像进行重建和分类,并表明当光纤的弯曲配置更改为不属于训练集的配置时,这些图像仍然可以恢复。我们利用长 300 毫米、芯径 62.5 μm 的 MMF 对距离光纤约 20 厘米的物体进行成像\(10~\times ~10\) cm 物体,系统可以处理 50 \(^ \circ\)和 8 厘米的移动范围。

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