本文關鍵詞：時序拼接光學合成孔徑成像技術研究　出處：《中國科學院大學(中國科學院光電技術研究所)》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：隨著人類天文觀測的逐漸深入,天文學家對望遠鏡成像分辨率的要求越來越高,望遠鏡孔徑尺寸也隨之越來越大。然而,望遠鏡孔徑的增大受到諸如加工技術、制造成本和體積重量等眾多因素的制約。時序拼接光學合成孔徑成像技術作為一種新型的光學合成孔徑成像技術,有望能夠減弱望遠鏡孔徑增大所面臨的限制,本文對其進行系統(tǒng)的理論、數(shù)值仿真和實驗研究。時序拼接光學合成孔徑成像技術(Time-sequential Optical Synthetic Aperture Imaging Technique)的主要思想是:移動單個小孔徑成像系統(tǒng),使其在不同位置對于目標進行菲涅爾非相干全息成像,之后將不同位置上得到的小尺寸全息子圖拼接成為大尺寸的全息圖,最后對大尺寸全息圖進行數(shù)字重建從而得到目標像。時序拼接光學合成孔徑成像技術主要應用于觀測系統(tǒng)與目標之間存在相對運動的情景中,與其他光學合成孔徑成像技術相比,時序拼接光學合成孔徑成像技術具有成像系統(tǒng)簡單靈活、理論上成像分辨率不受限等優(yōu)勢。本文首先詳細介紹了數(shù)字全息成像技術的記錄和再現(xiàn)原理,在這個基礎上對菲涅爾非相干全息成像技術和時序拼接光學合成孔徑成像技術進行了深入的理論分析。通過分析可知,相對于單個小孔徑菲涅爾非相干全息成像技術,時序拼接光學合成孔徑成像技術可以顯著地提高成像分辨率。研究中建立了數(shù)值仿真平臺和實驗平臺,并利用數(shù)值仿真和實驗的方法對時序拼接光學合成孔徑提高分辨率的有效性進行了分析驗證。在上述研究基礎上,本文進一步分析了時序拼接光學合成孔徑系統(tǒng)成像參數(shù)對于成像分辨率的影響,成像參數(shù)主要包括:記錄距離,相位掩膜類型,相位掩膜的半徑,相位掩膜中球面波相位分布的半徑以及相移算法中的相移量和相移步數(shù),基于數(shù)值仿真和實驗對理論分析的結果進行了有效的研究和驗證。此外,本文還通過理論分析對時序拼接光學合成孔徑系統(tǒng)成像參數(shù)的取值范圍提出了限制條件,譬如孔徑平面和觀測平面之間的距離應遠遠大于孔徑的尺寸以及觀察區(qū)域的最大限度以滿足菲涅爾衍射條件等,這些結論可以為時序拼接光學合成孔徑成像系統(tǒng)的設計和應用提供參考。
【學位授予單位】：中國科學院大學(中國科學院光電技術研究所)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP391.41

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本文編號：1314702