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抑制孔径间距误差影响的相干场成像质量提升方法研究

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物理学报 2015年第12期64卷 178-185页

作者：程志远马彩文罗秀娟张羽朱香平夏爱利中国科学院西安光学精密机械研究所西安710119 中国科学院大学北京100049

相干场成像基于激光发射孔径间距相等、频谱相等的基本假设,迭代计算频谱重建高分辨图像,实际应用中不可避免的激光发射孔径间距误差是影响成像质量的重要因素.针对发射孔径间距误差造成的成像质量下降问题,提出一种抑制孔径间距误差影... 详细信息

相干场成像基于激光发射孔径间距相等、频谱相等的基本假设,迭代计算频谱重建高分辨图像,实际应用中不可避免的激光发射孔径间距误差是影响成像质量的重要因素.针对发射孔径间距误差造成的成像质量下降问题,提出一种抑制孔径间距误差影响的成像质量提升方法.首先分析了孔径间距误差对激光回波频谱和成像质量的影响机理;推导得到了频谱误差迭代模型;理论上构建了孔径间距误差对信号频谱和成像质量的零影响条件方程;提出一种线性规划方法求解成像质量零影响条件方程,得到孔径间距误差最优化分布矩阵;实际应用中基于该最优化误差矩阵合理分配各孔径间距误差,就可抑制孔径误差对成像质量的影响.实验验证了该方法的正确性和有效性.结果表明:该方法可提升成像质量评价指标斯特列尔比近1倍;所提方法可便捷有效地抑制孔径误差对成像质量的影响.该研究为实际相干场系统成像质量的提升和发射阵列孔径间距精度设计提供了理论指导.

关键词：发射孔径间距误差频谱误差成像质量相干场成像

利用同步辐射扭摆器光源研究X射线同轴轮廓成像质量

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核技术 2007年第2期30卷 97-104页

作者：骆玉宇肖体乔陈敏刘丽想曾丹华杜国浩徐洪杰中国科学院上海应用物理研究所上海201800

利用北京同步辐射光源研究了准平行束X射线同轴轮廓成像中影响成像质量的若干因素。结果表明,同步辐射光束在垂直方向能获得更好的边缘增强效果。尺寸较大的样品能获得更高的衬度。随着样品到探测器距离的增大,衬度增大,但存在一个最佳... 详细信息

利用北京同步辐射光源研究了准平行束X射线同轴轮廓成像中影响成像质量的若干因素。结果表明,同步辐射光束在垂直方向能获得更好的边缘增强效果。尺寸较大的样品能获得更高的衬度。随着样品到探测器距离的增大,衬度增大,但存在一个最佳距离。高分辨率的探测器可以获得较高的衬度和较好的边界锐度。

关键词： X射线同轴轮廓成像成像质量同步辐射

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光学微透镜阵列成像质量预测和测量

光学学报 2023年第4期43卷 64-74页

作者：卫劲锋王海龙杜雪王素娟广东工业大学省部共建精密电子制造技术与装备国家重点实验室广东广州510006 香港理工大学超精密加工技术国家重点实验室中国香港999077

为了研究微透镜阵列成像质量的影响因素,针对慢刀伺服加工和紫外(UV)光固化工艺制备的微透镜阵列,引入微透镜阵列镜片的误差,建立基于Zemax光学软件的光学微透镜阵列成像仿真模型,分析透镜单元的高度、曲率半径、入瞳直径等误差对微透... 详细信息

为了研究微透镜阵列成像质量的影响因素,针对慢刀伺服加工和紫外(UV)光固化工艺制备的微透镜阵列,引入微透镜阵列镜片的误差,建立基于Zemax光学软件的光学微透镜阵列成像仿真模型,分析透镜单元的高度、曲率半径、入瞳直径等误差对微透镜阵列成像质量的影响。搭建光学测试平台对评价微透镜阵列成像性能的光学参数进行检测,包括各透镜单元的焦斑大小、位置误差及其焦距值,并利用点扩散函数(PSF)曲线的半峰全宽值对光场成像结果进行成像质量评价,测量得到微透镜阵列的焦距标准误差为0.12 mm。将测量结果与仿真结果相比,可得PSF曲线的半峰全宽值误差在12%左右,证明了仿真模型的准确性。利用仿真和实验的方法建立了微透镜阵列镜片误差与其光学成像质量之间的关系,这可为基于功能实现的光学微透镜阵列的超精密加工工艺提供理论基础和指导。

关键词：成像系统微透镜阵列 Zemax 成像质量光学性能

相位平移误差与子孔径自身像差对稀疏光学合成孔径系统成像质量的综合影响分析

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物理学报 2011年第10期60卷 140-149页

作者：刘政王胜千黄林海饶长辉国防科技大学光电科学与工程学院长沙410073 中国科学院自适应光学重点实验室成都610209 中国科学院光电技术研究所自适应光学实验室成都610209

稀疏光学合成孔径系统成像质量的提高需要综合考虑子孔径间相位平移误差和子孔径自身像差的影响.本文基于稀疏光学合成孔径系统的光瞳结构,利用傅里叶光学基本原理对系统的斯特列尔比(Strehl Ratio,SR)进行了理论推导,得到了包含相位平... 详细信息

稀疏光学合成孔径系统成像质量的提高需要综合考虑子孔径间相位平移误差和子孔径自身像差的影响.本文基于稀疏光学合成孔径系统的光瞳结构,利用傅里叶光学基本原理对系统的斯特列尔比(Strehl Ratio,SR)进行了理论推导,得到了包含相位平移误差和子孔径自身像差分离形式的该类系统的SR指标的理论公式.以两子孔径系统为例,计算并分析了在相位平移误差校正后和未校正时,系统SR指标在不同子孔径像差下的变化规律,研究了相位平移误差与子孔径像差对系统SR指标的综合影响.结果阐明了该类系统的成像质量受相位平移误差和子孔径自身像差双重制约的物理机理,且表明只有将子孔径自身像差校正至某限度内时,相位平移误差的校正才对系统SR指标的提高有明显意义.

关键词：稀疏光学合成孔径相位平移误差像差成像质量

基于调制传递函数的激光反射层析成像质量评价方法

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中国激光 2023年第6期50卷 140-146页

作者：刘一凡胡以华张鑫源王一程韩飞徐世龙董骁国防科技大学电子对抗学院脉冲功率激光技术国家重点实验室安徽合肥230037 国防科技大学电子对抗学院电子制约技术安徽省重点实验室安徽合肥230037

激光反射层析成像技术作为实现空间目标远距离、高精度探测的有效途径之一,其成像质量的优劣对目标的探测精度有着很大的影响。将调制传递函数引入到激光反射层析成像质量评价中,通过求解激光反射层析成像系统的调制传递函数,得到变量... 详细信息

激光反射层析成像技术作为实现空间目标远距离、高精度探测的有效途径之一,其成像质量的优劣对目标的探测精度有着很大的影响。将调制传递函数引入到激光反射层析成像质量评价中,通过求解激光反射层析成像系统的调制传递函数,得到变量为距离分辨率的调制传递函数曲线,在无需先验图像的情况下实现了对激光反射层析成像质量的定量评价,并搭建实验系统进行了验证。实验结果表明,基于调制传递函数曲线得到的距离分辨率与实验系统距离分辨率的理论计算值基本一致,该评价方法能够准确直观地描述激光反射层析成像质量。

关键词：遥感反射层析成像调制传递函数成像质量激光雷达

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基于热致低频误差的空间相机成像质量分析

光学学报 2014年第13期34卷 164-170页

作者：窦强李劲东朱军曹启鹏周宇航天东方红卫星有限公司北京100081 中国空间技术研究院北京100094

提出了一种基于在轨姿态变化的光机热一体化集成分析方法，引入了在轨实时姿态机动参数，实时反映卫星相机瞬态的外热流及温度场低频动态变化过程。根据实时温度场数据进行在轨热变形分析，用热变形数据计算相机光轴指向进行动态变化情... 详细信息

提出了一种基于在轨姿态变化的光机热一体化集成分析方法，引入了在轨实时姿态机动参数，实时反映卫星相机瞬态的外热流及温度场低频动态变化过程。根据实时温度场数据进行在轨热变形分析，用热变形数据计算相机光轴指向进行动态变化情况分析，用光学系统动态调制传递函数（MTF）及光轴指向变化情况对相机成像质量进行评估。分析结果表明，高分辨率遥感卫星在轨姿态变化会导致相机外热流变化剧烈，外热流的变化使相机光机结构温度场发生变化，相机热稳定性能遭受严酷考验，温度水平波动和温度梯度造成的热应力使得光学系统产生热弹性变形及波面变化，严重影响成像质量。

关键词：遥感成像质量热光学外热流空间相机

倾角成像道集中反射波和绕射波特征分析及成像质量改善方法研究

维普期刊数据库评论

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石油物探 2015年第2期54卷 133-141页

作者：徐辉中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司物探研究院山东东营257022

岩性储层识别和评价是东部探区的重要勘探任务,高质量的成像道集是做好岩性储层识别和评价的基础数据。地层倾角成像道集是不同于张角成像道集的一种对成像结果的高维表征方法,与张角成像道集结合可以更好地表征有效反射能量在反射点处... 详细信息

岩性储层识别和评价是东部探区的重要勘探任务,高质量的成像道集是做好岩性储层识别和评价的基础数据。地层倾角成像道集是不同于张角成像道集的一种对成像结果的高维表征方法,与张角成像道集结合可以更好地表征有效反射能量在反射点处的传播方向、分布范围及其随方位角的变化等。从张角和地层倾角成像道集中反射波和绕射波的特征入手,分析了反射波和绕射波在两种道集中的区别与联系。指出了利用倾角成像道集的角度分布特征进行滤波器设计,可以滤除该成像道集中与反射界面倾角不相符的成分,达到提高成像质量,保真反射特征的目的。最后,通过理论模型数值试验证明这一成像质量改善方法的正确性及实用性。

关键词：张角成像道集倾角成像道集倾角滤波成像质量

基于调制传递函数的CCD亚像元成像质量评价

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浙江大学学报（工学版） 2004年第7期38卷 845-847页

作者：王凌冯华君徐之海浙江大学现代光学仪器国家重点实验室浙江杭州310027

从调制传递函数值的定义出发,导出了各种表面结构线阵电荷耦合器件(CCD)亚像元成像的调制传递函数.对其中两种表面结构线阵CCD的调制传递函数作了具体的数值计算.结果显示,理论上亚像元成像获得图像的分辨率几乎能够达到CCD分辨率的两倍... 详细信息

从调制传递函数值的定义出发,导出了各种表面结构线阵电荷耦合器件(CCD)亚像元成像的调制传递函数.对其中两种表面结构线阵CCD的调制传递函数作了具体的数值计算.结果显示,理论上亚像元成像获得图像的分辨率几乎能够达到CCD分辨率的两倍,使得获取高于器件极限分辨率的数字图像成为可能;在空间频率低于CCD的Nyquist频率时,亚像元成像质量也明显好于一般成像质量.

关键词：亚像元成像调制传递函数成像质量电荷耦合器件

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大口径主镜热边界层热控对成像质量影响分析

红外与激光工程 2018年第12期47卷 242-248页

作者：谭玉凤王继红任戈任晓坜杨欣欣谢宗良贺璧中国科学院光电技术研究所四川成都610209 中国科学院光束控制重点实验室四川成都610209 中国科学院大学北京100049

随着望远镜口径的增大,主镜热惯性增大,主镜温度相对于环境温度的滞后性引起反射面热边界层形成热湍流波动,严重影响望远镜成像质量。介绍了一种基于CFD仿真和光程差累积的计算方法评估主镜反射面热边界层的湍流波动对成像质量的影响。... 详细信息

随着望远镜口径的增大,主镜热惯性增大,主镜温度相对于环境温度的滞后性引起反射面热边界层形成热湍流波动,严重影响望远镜成像质量。介绍了一种基于CFD仿真和光程差累积的计算方法评估主镜反射面热边界层的湍流波动对成像质量的影响。以3.0 m口径的主镜为例,仿真计算了自然对流下和强迫对流下不同温升的反射面热边界层分布,将热边界层的流场参数转化成折射率场分布,采用光程差累积法得到反射面热边界层的成像质量。结果可以定量地描述反射面热边界层对成像质量的影响;验证了现有天文观测要求主镜反射面与环境温差小于±2 K的合理性;同时证明了主镜反射面热控措施使得强迫对流下的光程差比自然对流下的下降了一个数量级,显著提高了主镜视宁度,进一步表明反射面热控措施对改善成像质量具有重要意义。

关键词：大口径望远镜热边界层湍流波动主镜视宁度成像质量