透鏡是成像系統(tǒng)的核心部件。當(dāng)前,成像系統(tǒng)中的透鏡大多數(shù)都是建立在幾何光學(xué)原理的之上。因此,為了消除色差,需要多片光學(xué)特性不同的透鏡組合在一起來消除這一影響。故基于幾何光學(xué)原理的消色差透鏡通常體積大而且笨重,因而這種透鏡無法適應(yīng)當(dāng)前成像系統(tǒng)的光、機(jī)、電集成化和微型化的發(fā)展要求;而且也不能適應(yīng)新型的成像系統(tǒng)的需要。例如3D集成成像系統(tǒng),它的采集系統(tǒng)由特定要求的小透鏡陣列組成。因此,需要新的思路來設(shè)計(jì)消色差透鏡。隨著衍射光學(xué)元件DOE（Diffraction Optical element）近期在計(jì)算成像領(lǐng)域重新引起了極大的關(guān)注。設(shè)計(jì)類似于傳統(tǒng)的平面fresnel透鏡的衍射透鏡可能是一種新的方向。這種衍射透鏡其表面是與光波長相當(dāng)高度的微細(xì)凹凸,可以極大的減小成像設(shè)備的尺寸和重量。目前對于衍射透鏡相關(guān)數(shù)值計(jì)算方法,大致可以分兩類。一種是直接采用矢量衍射理論為基礎(chǔ)的近場計(jì)算方法;基于透鏡的特性尺寸在入射光的量級或小于入射光波長的范圍內(nèi)的考慮。另一種是類似經(jīng)典的計(jì)算機(jī)產(chǎn)生全息圖的思想,將標(biāo)量衍射理論和優(yōu)化算法相結(jié)合進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì),并且在得到彩色圖像后對圖像進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚恚ɡ?盲去卷積的方法）。同... 

【文章來源】：安徽大學(xué)安徽省211工程院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

透鏡色散Fig.1.1Lensdispersion

第一章緒論2來的發(fā)展方向之一。所以面對各類電子產(chǎn)品的輕薄化，自然需要更小體積更輕質(zhì)量的成像系統(tǒng)與之匹配。幸運(yùn)的是，衍射消色差透鏡具有這些優(yōu)點(diǎn)。未來，它可能應(yīng)用到各類應(yīng)用場景中，例如可以用到集成成像技術(shù)中。一直以來，集成成像技術(shù)被學(xué)術(shù)界認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)真3D顯示的一個(gè)可能的技術(shù)之一。早期的集成成像系統(tǒng)都是采用透鏡陣列[4]來采集圖像如圖1.2所示，而用的透鏡是基于幾何光學(xué)的消色差成像透鏡，不僅在組成透鏡陣列[5,6]時(shí)拼接難度大，而且會導(dǎo)致采集系統(tǒng)質(zhì)量過大。如果采用衍射消色差成像透鏡，就可以利用光刻技術(shù)實(shí)現(xiàn)這樣的透鏡陣列制作，免去了拼接的麻煩，具有更小的質(zhì)量和體積。這也為集成成像技術(shù)提供了一個(gè)解決方案。圖1.2集成成像技術(shù)Fig.1.2Integratedimagingtechnology除此之外，衍射消色差透鏡在一些工業(yè)設(shè)備[7]和醫(yī)療設(shè)備中也有應(yīng)用的可能如圖1.3所示。例如外科醫(yī)療儀器中的雙聚焦內(nèi)窺透鏡，工業(yè)維修工具的內(nèi)窺鏡。圖1.3內(nèi)窺鏡應(yīng)用場景（a）醫(yī)用內(nèi)窺鏡（b）工業(yè)檢修內(nèi)窺鏡Fig.1.3Endoscopeapplicationscenarios(a)Medicalendoscope(b)Industrialinspectionendoscope

第一章緒論2來的發(fā)展方向之一。所以面對各類電子產(chǎn)品的輕薄化，自然需要更小體積更輕質(zhì)量的成像系統(tǒng)與之匹配。幸運(yùn)的是，衍射消色差透鏡具有這些優(yōu)點(diǎn)。未來，它可能應(yīng)用到各類應(yīng)用場景中，例如可以用到集成成像技術(shù)中。一直以來，集成成像技術(shù)被學(xué)術(shù)界認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)真3D顯示的一個(gè)可能的技術(shù)之一。早期的集成成像系統(tǒng)都是采用透鏡陣列[4]來采集圖像如圖1.2所示，而用的透鏡是基于幾何光學(xué)的消色差成像透鏡，不僅在組成透鏡陣列[5,6]時(shí)拼接難度大，而且會導(dǎo)致采集系統(tǒng)質(zhì)量過大。如果采用衍射消色差成像透鏡，就可以利用光刻技術(shù)實(shí)現(xiàn)這樣的透鏡陣列制作，免去了拼接的麻煩，具有更小的質(zhì)量和體積。這也為集成成像技術(shù)提供了一個(gè)解決方案。圖1.2集成成像技術(shù)Fig.1.2Integratedimagingtechnology除此之外，衍射消色差透鏡在一些工業(yè)設(shè)備[7]和醫(yī)療設(shè)備中也有應(yīng)用的可能如圖1.3所示。例如外科醫(yī)療儀器中的雙聚焦內(nèi)窺透鏡，工業(yè)維修工具的內(nèi)窺鏡。圖1.3內(nèi)窺鏡應(yīng)用場景（a）醫(yī)用內(nèi)窺鏡（b）工業(yè)檢修內(nèi)窺鏡Fig.1.3Endoscopeapplicationscenarios(a)Medicalendoscope(b)Industrialinspectionendoscope

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]基于遺傳模擬退火算法的立體倉庫儲位優(yōu)化[J]. 朱杰,張文怡,薛菲.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2020(01)
[4]基于計(jì)算全息的衍射光學(xué)元件印模制備方法研究[J]. 武耀霞,張錦,孫國斌,蔣世磊,彌謙,李世杰,楊鵬飛,王玉瑾.  應(yīng)用光學(xué). 2019(03)
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博士論文
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碩士論文
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[2]廣義瑞利-索末菲衍射與分?jǐn)?shù)傅里葉變換關(guān)系探究[D]. 樊麗晶.山西師范大學(xué) 2018
[3]基于菲涅耳衍射逼近的3D重構(gòu)計(jì)算研究[D]. 汪香香.安徽大學(xué) 2018
[4]衍射光譜成像研究[D]. 梁靖宇.浙江大學(xué) 2012



本文編號：3626260