摘要：计算成像为光学成像系统提供了更强大的信息获取能力,通过在成像链路中引入编解码过程,在增大信息量的同时降低系统的复杂度,为实现更简单和更智能的成像系统奠定了基础.本文总结了以计算成像为基础的简单光学成像技术的发展.简单光学以小型化和集成化的成像元件与系统为目标,将光学系统设计与图像处理算法进行联合优化,在小尺寸、低质量和低功耗的系统中实现与复杂光学系统相媲美的成像效果.随着微纳加工技术的发展,简单光学元件从单透镜或少片透镜逐渐发展到衍射光学元件、二元光学元件和超构表面等平板光学元件.复原算法中总结了正向求解算法、基于模型的优化迭代算法和深度学习人工智能算法.本文介绍了深度成像、高分辨与超分辨成像、大视场和大景深成像等技术,以及简单光学在消费电子、自动驾驶、机器视觉、安防监控和元宇宙等领域发挥的作用,并对未来的发展进行展望.

摘要：大视场星模拟器可以提供更广的星图范围。但是现有星模拟器受显示芯片尺寸的限制,最大视场不超过30°。为了增大星模拟器光学系统视场,本文提出一种将同一规格的星模拟器视场进行拼接从而扩大视场的方法。为了降低成本及系统复杂程度、减少系统整体重量,以最少的拼接数目实现最大的拼接视场,文中针对视场重叠区域进行了详细计算与分析,提出以平面拼接为基础的形式简化拼接模型,得到正三角形、正四边形、正六边形3种典型的拼接方式,并推导了3种拼接方式下视场利用率的计算方法。提出了单一视场坐标计算方法,据此确定每个视场的中心位置,得到准确拼接数目。对比结果显示,正六边形拼接方式具有视场利用率更高、拼接数目更少的突出优势,为大视场星模拟器设计提供依据。

摘要：为在复杂环境下实现目标的高精度、高分辨率探测与识别,基于红外双波段成像光谱仪的准确性高、虚警率低的优点,针对像元大小为25μm、阵列尺寸为384 pixel×288 pixel的制冷型双色量子阱红外探测器,设计了一款红外双波段共像面成像光谱仪。由于红外双波段系统的谱段较宽,色差难校正,所以前置望远物镜采用的是离轴两反系统。光谱分光系统采用谱线弯曲较小的Offner凸面光栅结构。为了获得更高的光谱分辨率和衍射效率,同时为了更有效地利用探测器,对光栅的双衍射级次进行设计,中波波段和长波波段分别采用二级衍射和一级衍射进行分光。为了减小到达探测器的杂散光对成像结果的影响,设计了二次成像中继系统,用以保证系统实现100%的冷光阑效率。为了更好地进行光瞳衔接匹配,各部分系统均实现了远心性。最终系统的成像结果显示,点列斑均方根半径小于一个像元,调制传递函数接近衍射极限,没有明显的冷反射现象,成像质量较好,符合红外双波段成像光谱仪的设计要求。

摘要：【目的】开展黄河下游引黄灌区水安全研究,推动水资源的节约集约利用。【方法】基于"经济社会-水资源-生态环境"复合系统相互作用机理,构建了灌区水安全量化指标体系,运用模糊综合评价模型对灌区的水安全状况进行了综合评价,并将成果应用于河南省大功引黄灌区。【结果】灌区所涉及的各县(市)水安全状态中,除长垣(水安全等级由2013年基本安全转变为2017年非常安全)、封丘(水安全等级由2013年较安全转变为2017年非常安全)和滑县(水安全等级为基本安全)外,其余各县(市)水安全状态不容乐观。【结论】注重灌区水资源统一调配,充分引用黄河水改善灌区内水资源条件薄弱地区,可更好推动当地经济发展。