其他可选的SSPM解决方案

显然，随机相位调制（Random Phase Modulation，RPM）是除了上述采用QPF的QPM（Quadratic Phase Modulation）之外另一种相位编码策略。理论上，它们都具有平直的频谱。在关于CDI的文献中，这两种方式均有应用。这些应用方式以所用的调制器类型与衍射模型的组合形式为特点，可分为三类：Direct Fresnel、Random－Fresnel和Random－Fraun⁃hofer。它们的成像原理如图9－4所示，图中省去了具体实验细节，而是着重于相位调制器对衍射图像形成的影响。

图9－4　三种可能的SSPM实现方案

（a）Direct Fresnel；（b）Random－Fresnel；（c）Random－Fraunhofer

（1）Direct Fresnel［图9－4（a）］。Direct Fresnel方式很少在实际的显微实验中应用，本章在此将其列出以用于比较。在Fresnel变换中，(www.xing528.com)

可以发现存在抛物面相位项exp［iπ（x2＋y2）／（λZ）］，看起来是一个β＝1／（λZ）的QPF。但是，式（9－13）中的扩频条件要求样本至探测器距离满足Z≤dL／（2λ），这违反了Fres⁃nel衍射条件，L2／（4λ）＜Z＜L2／λ。换言之，直接的近场衍射实验中，样本被一个相当平缓的抛物面波前所调制，等价于所用的QPF具有非常窄的带宽——仅为期望频谱范围（βLX／2，βLY／2）的倍。

（2）Random－Fresnel［图9－4（b）］。该方案利用一个随机相位盘来调制样本散射光。样本至孔径距离由Rayleigh－Sommerfeld传播公式描述。实际上，该方式将一个随机调制器与一个QPF结合在一起。当所要求成像分辨率不太高时，该方案可以部分实现本章提出的扩频性能，并能缓解对相位盘加工精度的严苛要求［284］。但是，随着分辨率要求的提高，Fresnel变换中的抛物面相位项的调制贡献越来越小。因此，拓扑能力将主要依赖于相位盘单元间的突变程度。

（3）Random－Fraunhofer［图9－4（c）］。Random－Fresnel和Random－Fraunhofer之间的唯一差别在于后者在远场测量衍射图样，即样本—探测器距离满足Z≫L2／λ。远场测量有利于样斑采样过程，但是相位调制完全依赖于相位盘［286，292，293］。