波前編碼系統(tǒng)中奇對稱型相位板的研究.pdf

1、對于成像光學(xué)系統(tǒng)大的焦深就意味有更大的成像空間，同時大焦深可以校正各種原因造成的離焦所引起的像差，包括球差、色差、匹茲伐像面彎曲以及由安裝誤差和溫度變化所引起的離焦，減小了物體信息在成像過程中的損失。波前編碼技術(shù)創(chuàng)造性地將光學(xué)設(shè)計和數(shù)字圖像處理結(jié)合在一起，該技術(shù)是通過在光學(xué)系統(tǒng)的出瞳面插入一塊特殊設(shè)計的相位板對光學(xué)系統(tǒng)的波前進(jìn)行編碼調(diào)制，使得在較大的焦深范圍內(nèi)，系統(tǒng)的光學(xué)傳遞函數(shù)對離焦不敏感，從而在探測器上形成差異極小的模糊的中間像，并

2、且利用數(shù)字圖像處理的手段恢復(fù)成清晰的最終成像。本文通過理論推導(dǎo)和模擬仿真實驗，分析研究基于奇對稱型相位板的波前編碼系統(tǒng)對離焦像差和球差像差的不敏感性，并給出相位板系數(shù)的選擇依據(jù)，以及對模糊的中間像進(jìn)行濾波復(fù)原。 論文主要完成了以下幾個方面的工作： 1.從系統(tǒng)的空間帶寬積、傳遞總信息量的能力以及MTF的一致性綜合考慮，給出合理選擇應(yīng)用最為廣泛的三次相位板系數(shù)α的依據(jù)。 2.分析基于三次相位板的波前編碼系統(tǒng)對球差、色

3、差、匹茲法像面彎曲的抑制能力。 3.研究基于五次相位板的波前編碼系統(tǒng)，在近似的條件下推導(dǎo)出存在球差時系統(tǒng)的光學(xué)傳遞函數(shù)（OTF），分析加入五次型相位板后系統(tǒng)的OTF對球差不敏感且OTF的一致性優(yōu)于三次相位板。通過模擬的方法分析將三次相位板和五次相位板疊加后的復(fù)合相位板加入傳統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)的出瞳處，得到復(fù)合相位板具有對球差和離焦的混合像差的不敏感的性質(zhì)。 4.利用仿真實驗，通過在帶有離焦像差或球差像差的光學(xué)系統(tǒng)出瞳處加入三種形