基于天基平台的小凹成像系统的设计

将小凹成像的概念应用于空间光学,设计了基于天基平台的小凹成像系统.使用离轴三反射式的光学设计,在可见光波段实现了大F数(F/#=10)和宽视场(25°)的定焦(8.75m)光学系统.利用OKO公司的19通道压电可变型镜来补偿任意给定视场内的离轴像差,在可见光波段实现了全视场内接近衍射极限的结果.

基于仿生眼的红外小凹成像系统设计

小凹成像光学系统是未来解决大视场、高分辨率、轻小型成像应用需求的最有潜力的方案之一。本文对小凹成像光学系统的成像原理及设计理论进行了详细的阐述,设计了一套应用于长波红外波段的大视场基于变形镜的小凹光学系统,并在此基础上对系统性能进行分析和对比。采用基于变形镜进行相位补偿的小凹成像光学系统可以随时得到感兴趣视场的高分辨率成像,并同时对全视场以较低的分辨率成像。

动态小凹成像光学系统

如何解决大视场和高分辨率之间的矛盾成为了众多科技人员的研究重心之一。基于此,提出一种动态小凹成像系统,在传统的小凹成像系统的基础上,引入方孔液晶透镜对视场中的感兴趣区域进行扫描,实现了在除感兴趣区域外其余区域低分辨率的条件下,在特定视场内的高分辨率成像。制作了方孔液晶透镜,并且对其实际孔径的特性进行了测量与分析。搭建了基于方孔液晶透镜的成像系统,通过此系统实现了动态小凹成像,并用调制传递函数(MTF)测试卡ISO12233对感兴趣区域与其余区域的低分辨率进行了测试。

同心多尺度成像模式下的高分辨子成像系统设计

以同心多尺度成像模式为基础,结合人眼视网膜凹成像思想,提出了一种宽视场与双分辨率成像组合的新型同心多尺度成像系统,在广域视场范围内实现了对关注的感兴趣目标区域的高分辨动态注视。介绍了同心多尺度双分辨率成像系统的工作方式;使用一个单透镜和一个双胶合透镜为初始结构,结合二轴微机电系统（MEMS）扫描微镜组合形成光路;利用ZEMAX光学设计软件,优化设计了成像波段为0.486~0.656μm,在单个分通道视场内（30°）可对关注的小视场区域（6°）高分辨注视跟踪的子成像系统。对成像系统的像质以及点列图、调制传递函数（MTF）曲线、场曲、畸变曲线进行了评价。结果表明设计的子成像系统在全视场内成像均匀,接近衍射极限,场曲和畸变较小,最大场曲不超过0.6mm,最大畸变小于1.5%,能够满足同心多尺度双分辨率成像系统对子成像系统性能的要求。

双小凹光学成像系统设计

随着科技发展,如何解决大视场和高分辨率之间的矛盾成为了众多科技人员的研究重心之一,本文提出了双小凹成像系统的概念,在传统仿真人眼的单小凹成像系统的基础上,通过引入反射式液晶空间光调制器对光学系统进行两个视场内波像差的调制,改善对应的像差,从而实现了大视场内低分辨率成像的条件下,在两个特定的视场内满足高分辨率成像,因此可解决大视场和高分辨率的矛盾.本文通过设计一个参考波长为587 nm,视场为60°(即±30°),°F数为F/8,焦距为60 mm的双小凹光学成像系统,并利用CODE V软件模拟仿真实现了5°和17°双视场高分辨率成像,其余视场低分辨率成像,并以32×32的采样分辨率计算了该系统的衍射效率,验证了设计方法的科学性和准确性.