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变换光学在广角成像方面的应用研究

发布时间:2023-08-18 19:32
  视觉是人类感知外界的主要方式。视觉成像从古至今一直被人们所研究和记载。近代以来,随着镜头等器件在设计和制造工艺上的不断发展,成像设备的功能也越来越强大。先进成像设备极大地拓展了人类对世界的认识。近年来,变换光学(Transformation Optics)作为新兴的学科,有望在成像领域发挥巨大作用。变换光学于2006年由英国科学家Pendry等人首次提出,其基础是利用麦克斯韦方程组(Maxwell’sequations)的形式不变性。借助该理论,可以通过设计空间变换关系进而调控光的传播轨迹。自提出以来,基于变换光学设计的新型电磁器件得到了广泛关注。传统镜头主要基于几何光学的折射与反射成像。本文通过将变换光学与镜头设计相结合,创新性地提出了基于变换光学设计广角成像器件的方法,利用变换光学理论计算电磁参数,为镜头等广角成像器件的设计提供了一种新思路。基于本文提出广角成像的方法,能将四周光线汇聚到器件使用者视野之中,理论上能够提供360°超广角景象。相比于传统镜头,本设计无需镜片校准;相比于其他借助计算机等电子器件进行图像拼接的广角成像技术,本设计无需有源设备,理论上能达到实时成像效果。本论...

【文章页数】:77 页

【学位级别】:硕士

【文章目录】:
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 广角成像技术发展现状
        1.2.1 广角镜头
        1.2.2 环带成像系统
        1.2.3 图像拼接技术
        1.2.4 广角成像技术的主要应用场景
    1.3 论文研究的目的、意义以及主要内容
2 变换光学理论及研究进展
    2.1 麦克斯韦方程组
    2.2 变换光学及其应用分析
        2.2.1 变换光学原理
        2.2.2 变换光学的应用分析
    2.3 变换光学的研究进展
    2.4 本章小结
3 变换光学广角成像
    3.1 变换光学广角成像功能介绍
    3.2 变换光学广角成像器件的坐标变换关系
    3.3 变换光学广角成像器件的电磁参数计算及结果分析
    3.4 本章小结
4 变换光学广角成像器件的仿真验证
    4.1 器件各部分参数设置
    4.2 基于高斯波的仿真验证
    4.3 基于光路可逆原理的仿真验证
    4.4 变换光学广角成像器件的可行性分析
    4.5 本章小节
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
作者简历



本文编号:3842812

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