环形孔径折叠成像系统的光-数联合无热化设计(封面文章·特邀)

作     者：马德超 朴明旭 谢亚峰 赵渊明 牛群 张承然 王喆 张博 Ma Dechao;Piao Mingxu;Xie Yafeng;Zhao Yuanming;Niu Qun;Zhang Chengran;Wang Zhe;Zhang Bo

作者机构：长春理工大学光电工程学院吉林长春130022 中国电子科技集团公司第二十七研究所河南郑州450047 

基　　金：国家自然科学基金项目(62105041) 

出 版 物：《红外与激光工程》 (Infrared and Laser Engineering)

年 卷 期：2024年第53卷第3期

页      码：32-40页

摘      要：环形孔径折叠成像系统通过光路折叠可以实现光学系统的小型化。然而环形孔径折叠成像系统由于仅使用一块基底材料,且没有补偿镜,无法通过光学被动无热化实现宽温度范围的高质量成像。为了减小温度对成像质量影响的同时简化光学系统结构,引入波前编码的方法来设计光-数联合的环形孔径折叠成像系统。文中研究了光-数联合的环形孔径折叠成像系统设计原理,推导了遮拦比与相位掩膜板参数的关系,以实现离焦一致性。在图像解码部分,文中研究了不同权重下的点扩散函数(PSF)的图像复原效果,通过模拟退火算法构建了合成PSF模型。根据理论分析设计了光-数联合的环形孔径折叠成像系统,焦距为70 mm,系统总长为25 mm,F数为1,全视场8°。在−40~60℃范围内,高温和低温下的峰值信噪比(PSNR)比其他方法分别提高了4.7090 dB和5.0442 dB,实现了单一滤波器的图像复原。文中研究在简化红外成像光学系统的同时,采用光-数联合的方法克服了环形孔径折叠成像系统的温度限制,为宽温度范围红外系统小型化提供了新的思路。

主 题 词：环形孔径折叠成像系统 光-数联合 无热化 中心遮拦 

学科分类：070207[070207] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-仪器类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/IRLA20240013

馆 藏 号：203127103...