超分辨望远光学系统像差影响及优化设计

发布时间：2021-09-04 04:09

　　针对大口径光学系统中像差影响超分辨效果的问题,开展泽尼克波前像差对望远超分辨成像系统性能和超分辨局部视场影响的研究。设计四区型位相光瞳滤波器,在理想光学系统出瞳处分别加入离焦、像散、彗差和球差像差,逐渐增加幅值,通过分析不同类别和幅度的波前像差下焦面光强分布变化,研究超分辨成像性能和局部视场对不同种类像差的容忍程度。结果表明,离焦可以抑制超分辨旁瓣能量,提高超分辨倍率,但对局部视场影响较大;球差可以抑制超分辨旁瓣能量,增大局部视场;像散和彗差使光斑圆对称性明显下降,其中像散对局部视场的影响较为明显;同时加入适量离焦和球差时,超分辨旁瓣能量下降,超分辨倍率提高,且不影响系统局部视场。据此设计了一个F数为10,焦距为12 m的大口径光学系统,通过合理优化球差和离焦剩余量,实现了超分辨倍率由1.21倍到1.31倍的提升,最大旁瓣峰值由0.33下降到0.30,局部视场为38.28μm。 

【文章来源】：中国光学. 2020,13(01)北大核心EICSCD

【文章页数】：15 页

【部分图文】：

0.07λ像散时PSF仿真图

0.05λ离焦像差的PSF仿真图

未加入位相板的PSF仿真图

【参考文献】：
期刊论文
[1]二维多项式位相光瞳滤波实现超分辨望远成像[J]. 刘显著,王超,江伦,刘壮,杨进华,姜会林.  红外与激光工程. 2018(04)
[2]超分辨成像方法研究现状与进展[J]. 王超,张雅琳,姜会林,李英超,江伦,付强,韩龙.  激光与红外. 2017(07)
[3]超分辨定位成像中的像差表征和校正[J]. 赵泽宇,张肇宁,黄振立.  光学学报. 2017(03)
[4]基于变形反射镜的光瞳滤波超分辨成像[J]. 赵丽娜,戴云,赵军磊,肖飞,赵豪欣,张小军,周晓军.  激光与光电子学进展. 2017(04)
[5]利用泽尼克位相型光瞳滤波器实现景深延拓及超分辨[J]. 刘江,苗二龙,王学亮,隋永新,杨怀江.  光学学报. 2015(12)
[6]改进的Zernike矩工业CT图像边缘检测[J]. 陶李,王珏,邹永宁,伍立芬,王慧倩.  中国光学. 2012(01)
[7]Zernike多项式在拟合光学表面面形中的应用及仿真[J]. 杨佳文,黄巧林,韩友民.  航天返回与遥感. 2010(05)
[8]三区位相型三维超分辨光瞳滤波器的优化设计[J]. 田明丽,薛喜昌.  光学技术. 2009(04)
[9]地基空间目标探测与识别技术[J]. 王国强,陈涛,王建立.  长春理工大学学报(自然科学版). 2009(02)
[10]国外地基光电系统空间目标探测的进展[J]. 张景旭.  中国光学与应用光学. 2009(01)

博士论文
[1]基于超振荡光场的远场超分辨成像原理和方法研究[D]. 汤东亮.中国科学院研究生院(光电技术研究所) 2016

硕士论文
[1]超分辨光学系统成像原理与技术[D]. 查为懿.北京理工大学 2015



本文编号：3382529