位相复原技术在光学成像质量测评中的应用

光学系统波像差是表征光学系统成像质量的重要指标之一。基于信息光学基础理论,采用傅里叶变换和迭代算法计算分析了光学成像系统的星点图像(光强点扩散函数,PSF),实现了对光学成像系统位相的复原,获得了波像差信息。论述了有关的理论依据和分析公式,并研制了位相复原分析计算软件。通过计算机仿真与误差分析论证了研制的位相复原计算方法的正确性,复原误差<5%。通过实际采集的光学系统星点图像的位相复原实验,验证了位相复原分析软件的适用性。此方法为光学成像系统波相差的评估工作提供了新途径。

点源离焦图像位相复原方法

为了实现利用点源传递函数测试仪器在测量可见光镜头光学传递函数的同时测出镜头出瞳的波前,采用了一种基于点源目标离焦图像的位相复原算法。该方法无需改变点源传递函数测试仪器的硬件设置,直接利用在传递函数测试过程中,通过改变位于镜头后焦面附近的显微镜与CCD的位置所采集的多幅离焦图像及改进的GS算法实现离焦面与镜头出瞳面光场的位相复原。对多幅离焦图像进行计算求取位相值,最后展开出瞳面的位相得到波前。为了验证波前计算结果的正确性,用干涉仪测出样品镜头的波前,将两个测试结果相比较,结果表明:点源位相复原波前与干涉测量波前相接近,该算法可行。

点衍射波前位相的测评

提出一种检测点衍射干涉仪关键部件针孔所产生的衍射光学波前的方法。介绍了点衍射波前的产生原理,分析了小孔质量状态、照明光路调整状态与波前各个像差分量之间的关系。基于信息光学基础理论,采用傅里叶变换和迭代算法,采集针孔衍射图像并进行计算分析,实现对衍射波前的位相复原以获得波前信息。阐述了测试方法的理论依据和计算公式,应用研制的位相复原分析计算软件测试并分析了实际采集的点衍射图像,通过15次的迭代,输出的位相值逐渐收敛,图像误差因子下降到0.12。目前,该方法已用于对针孔的筛选和针孔照明系统的装调中,实验结果证明了该测试方法的可行性。

空间光学系统技术发展探讨

文章总览国际典型大科学工程和计划,对空间光学系统技术在过去20年的发展做出了简要的归纳和总结。同时通过跟踪一些领域前沿和技术生长点,指出了一些可能对未来空间光学系统带来重大改变的方向。

含噪声及分割间断区的光学条纹图位相解码

提出了一种混合模板匹配的光学条纹图位相解码技术，计算机模拟和实验结果分析证明：该技术不仅可以从含高频随机噪声（如散斑噪声）的条纹图中有效地复原位相分布，而且可以处理条纹图包含分割间断区域（如孔洞、裂纹。