高分辨率紧凑被动相干成像技术研究
发布时间：2021-09-12 15:42
高分辨率紧凑被动相干成像技术是一种基于光学干涉原理和光子集成电路的新型成像技术。其采用基于光子集成电路的紧凑排布干涉阵列来代替传统的胶片、CCD或CMOS等探测手段,突破体积、重量和功耗等限制条件,获得更高的图像分辨率成像;或者在相同图像分辨率成像条件下,让探测器的体积、重量和功耗减少到原来的1/101/100。在空间成本居高不下、传统成像体制逼近极限的大背景下,高分辨率紧凑被动相干成像技术的研究可以为未来提供高分辨率、小体积、轻质量和低功耗的新选择,不仅在军事空间成像机理方面有重要的科学价值,同时作为新一代成像技术,可以广泛推广到空间探测、侦查等众多领域,具有重要的应用价值。高分辨率紧凑被动相干成像技术应用前景广阔,但是仍处于研究初级阶段,目前还存在诸多理论和工程应用问题。主要有以下几个方面:（1）系统的透镜阵列的排布方式决定着空间频率采样的数量和恢复图像的质量,当前对于透镜阵列的排布设计研究不足导致空间频率覆盖不足;（2）光子集成电路是整个系统的关键部分,但是目前的光子集成电路的尺寸、光路设计等还无法满足系统的高质量成像需求。成像应用带来的复杂且数量巨大的光路...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)陕西省
【文章页数】：175 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
近地空间卫星分辨率路线图
高分辨率紧凑被动相干成像技术研究2图1.2静轨卫星空间分辨率和系统口径的关系Figure1.2Therelationbetweenspatialresolutionandsystemapertureofstaticorbitsatellite但是，随着光学系统通光孔径的不断增加，一方面，其重量、体积、功耗和成本等成倍增加，这带来了巨大的困难与挑战。以地球同步静止轨道的遥感侦察为例，要实现0.5m的分辨率，望远镜的口径将高达40m。据DARPA研究表明，当望远镜口径为40m时，即使采用最先进的超轻反射镜技术，其重量也将大于1000吨，远超目前地球同步静止轨道最大发射重量26吨[2]。图1.3为光学系统重量和口径的关系，纵使采用新材料、改进支撑方式以及主镜轻量化等设计，依然不能从根本上解决体积和重量的问题。图1.3光学系统重量和口径关系图Figure1.3Graphofweight-aperturerelationshipofopticalsystem
高分辨率紧凑被动相干成像技术研究2图1.2静轨卫星空间分辨率和系统口径的关系Figure1.2Therelationbetweenspatialresolutionandsystemapertureofstaticorbitsatellite但是，随着光学系统通光孔径的不断增加，一方面，其重量、体积、功耗和成本等成倍增加，这带来了巨大的困难与挑战。以地球同步静止轨道的遥感侦察为例，要实现0.5m的分辨率，望远镜的口径将高达40m。据DARPA研究表明，当望远镜口径为40m时，即使采用最先进的超轻反射镜技术，其重量也将大于1000吨，远超目前地球同步静止轨道最大发射重量26吨[2]。图1.3为光学系统重量和口径的关系，纵使采用新材料、改进支撑方式以及主镜轻量化等设计，依然不能从根本上解决体积和重量的问题。图1.3光学系统重量和口径关系图Figure1.3Graphofweight-aperturerelationshipofopticalsystem
【参考文献】：
期刊论文
[1]Design of a wide-field target detection and tracking system using the segmented planar imaging detector for electro-optical reconnaissance[J]. 于清华,武冬梅,陈福春,孙胜利. Chinese Optics Letters. 2018(07)
[2]分块式平面光电探测成像技术研究[J]. 武冬梅,于清华,乐应波,陈福春. 红外. 2018(04)
[3]“猎鹰重型”火箭成功首飞及其未来应用前景分析[J]. 龙雪丹,曲晶,杨开. 国际太空. 2018(03)
[4]高集成硅基微波光子芯片的研究进展及趋势[J]. 李嘉恒,余建国,李依桐,王任凡,罗飚. 光通信研究. 2017(03)
[5]超大口径空间光学遥感器的应用和发展[J]. 张学军,樊延超,鲍赫,薛栋林. 光学精密工程. 2016(11)
[6]探测信噪比计算方法及原理综述[J]. 罗一涵,刘妍妍,陈科. 电声技术. 2016(06)
[7]太空场景光照仿真方法研究[J]. 刘相君,晁建刚,何宁. 计算机仿真. 2011(11)
博士论文
[1]平面波导光耦合器及基于耦合器的光器件的研制[D]. 肖悦娱.浙江大学 2005
硕士论文
[1]一种集成光学干涉成像技术的研究[D]. 武冬梅.中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所) 2018
[2]基于干涉原理的超薄高分辨率平板成像方法研究[D]. 郭丹凤.西安电子科技大学 2018
[3]基于L曲线的正则化参数选取研究[D]. 夏超男.暨南大学 2016
本文编号：3394496
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)陕西省
【文章页数】：175 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
近地空间卫星分辨率路线图
高分辨率紧凑被动相干成像技术研究2图1.2静轨卫星空间分辨率和系统口径的关系Figure1.2Therelationbetweenspatialresolutionandsystemapertureofstaticorbitsatellite但是，随着光学系统通光孔径的不断增加，一方面，其重量、体积、功耗和成本等成倍增加，这带来了巨大的困难与挑战。以地球同步静止轨道的遥感侦察为例，要实现0.5m的分辨率，望远镜的口径将高达40m。据DARPA研究表明，当望远镜口径为40m时，即使采用最先进的超轻反射镜技术，其重量也将大于1000吨，远超目前地球同步静止轨道最大发射重量26吨[2]。图1.3为光学系统重量和口径的关系，纵使采用新材料、改进支撑方式以及主镜轻量化等设计，依然不能从根本上解决体积和重量的问题。图1.3光学系统重量和口径关系图Figure1.3Graphofweight-aperturerelationshipofopticalsystem
高分辨率紧凑被动相干成像技术研究2图1.2静轨卫星空间分辨率和系统口径的关系Figure1.2Therelationbetweenspatialresolutionandsystemapertureofstaticorbitsatellite但是，随着光学系统通光孔径的不断增加，一方面，其重量、体积、功耗和成本等成倍增加，这带来了巨大的困难与挑战。以地球同步静止轨道的遥感侦察为例，要实现0.5m的分辨率，望远镜的口径将高达40m。据DARPA研究表明，当望远镜口径为40m时，即使采用最先进的超轻反射镜技术，其重量也将大于1000吨，远超目前地球同步静止轨道最大发射重量26吨[2]。图1.3为光学系统重量和口径的关系，纵使采用新材料、改进支撑方式以及主镜轻量化等设计，依然不能从根本上解决体积和重量的问题。图1.3光学系统重量和口径关系图Figure1.3Graphofweight-aperturerelationshipofopticalsystem
【参考文献】：
期刊论文
[1]Design of a wide-field target detection and tracking system using the segmented planar imaging detector for electro-optical reconnaissance[J]. 于清华,武冬梅,陈福春,孙胜利. Chinese Optics Letters. 2018(07)
[2]分块式平面光电探测成像技术研究[J]. 武冬梅,于清华,乐应波,陈福春. 红外. 2018(04)
[3]“猎鹰重型”火箭成功首飞及其未来应用前景分析[J]. 龙雪丹,曲晶,杨开. 国际太空. 2018(03)
[4]高集成硅基微波光子芯片的研究进展及趋势[J]. 李嘉恒,余建国,李依桐,王任凡,罗飚. 光通信研究. 2017(03)
[5]超大口径空间光学遥感器的应用和发展[J]. 张学军,樊延超,鲍赫,薛栋林. 光学精密工程. 2016(11)
[6]探测信噪比计算方法及原理综述[J]. 罗一涵,刘妍妍,陈科. 电声技术. 2016(06)
[7]太空场景光照仿真方法研究[J]. 刘相君,晁建刚,何宁. 计算机仿真. 2011(11)
博士论文
[1]平面波导光耦合器及基于耦合器的光器件的研制[D]. 肖悦娱.浙江大学 2005
硕士论文
[1]一种集成光学干涉成像技术的研究[D]. 武冬梅.中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所) 2018
[2]基于干涉原理的超薄高分辨率平板成像方法研究[D]. 郭丹凤.西安电子科技大学 2018
[3]基于L曲线的正则化参数选取研究[D]. 夏超男.暨南大学 2016
本文编号：3394496
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