GS(Gerchberg Saxton)算法具有收敛速度慢、运算精度低和收敛易陷入局部极小值等缺点,其对初值的选择非常敏感。通常情况下,估计的初值越接近真实值,复原效果越好。为了获得更接近于真实值的初始相位,在望远镜的瞳面添加非冗余孔径掩模,对通过掩模形成的干涉图进行处理,获得初始相位,可有效地加快GS算法的收敛速度并提高其运算精度。仿真结果表明所提算法的平均复原精度最少是GS算法的9倍。

利用地基大的光学望远镜获得衍射极限成像是许多天文观测的重要目的,受大气扰动限制的分辨率可以通过在望远镜瞳面添加非冗余孔径掩模、采用闭合相位技术来突破。介绍了非冗余孔径掩模技术的发展、原理以及应用;建立了将此技术应用于双星探测的数学模型,并进行了计算机模拟及实验研究。研究结果表明,通过对非冗余孔径掩模获得的干涉图的处理,获得闭合相位,以此对双星模型进行拟合,能够获得双星的对比度与角间距。

提出一种基于改进空间频率域(UV)采样的阵列评价函数, 用于长基线天文光干涉望远镜阵列几何结构的优化。该评价函数将UV采样区域沿径向和角度方向分别进行划分, 统计划分所得区域中UV采样点数目并计算UV采样点密度, 以UV采样点密度偏离理想高斯分布的大小作为评价依据。在具体的优化技术上, 利用遗传算法的全局收敛特性, 降低了传统算法对初始结构的依赖, 采用该评价函数对6孔径望远镜阵列进行优化设计, 并与国际主流天文光干涉阵列CHARA进行了性能对比。分析结果表明: 优化所得Array-6阵列UV采样点密度分布具有径向连续覆盖和低频强调的特点, 有利于对轮廓信息的恢复; 双星模拟成像实验中Array-6阵列重构图像相对于原始图像的误差为21.34, 相比CHARA阵列降低了18.16%, 具有更高的成像质量。该优化算法具备优化大孔径数目阵列的能力, 对于射电波段望远镜阵列的优化设计亦有一定的参考意义。

从地平坐标系和时角坐标系出发，运用坐标旋转公式推导出光学合成孔径成像技术中干涉阵排列和uv覆盖之间的几何关系式，以特定观测天区为例，在南京模拟三孔径Y型阵，并运用蒙特卡洛法对2个目标函数分别优化，将其优化结果进行比较,找到比较适合该文的目标函数。

以Y-4合成孔径系统为基本结构, 分析和比较了不同填充因子Y-4系统的U-V平面覆盖、点扩散函数和调制传递函数特性; 用Zemax和Matlab软件对系统进行模拟成像, 利用维纳滤波和改进的维纳滤波对加噪图像进行复原, 使用峰值信噪比(PNSR)标准比较了不同填充因子Y-4系统的复原效果, 并分析了影响合成孔径系统成像质量和复原效果的因素。结论如下: 通过图像复原, 可以极大地改善合成孔径系统所成图像的像质, 提高图像的清晰度, 使得复原后的图像和其等效单孔径系统所成的像很接近, 实现大孔径成像系统的观测效果; 图像复原的效果与合成孔径系统的阵列结构和噪声类型有关。

三平板剪切干涉仪是环路剪仪中最简单的一种，它具有基本等光程、剪切量连续可调、两出身光束恒相互平等等特点。利用三平板剪切干涉仪对激光器出射波面质量进行检测，探讨了由剪切干涉图复原原始波面的1阶微分法，编制了专家辅助软件系统，为光机型的三科板剪切干涉仪配置了实时图像采集、处理系统、实现了光、机、电、算相结合，融硬、软件于一体的数字波面剪切干涉仪，并通过实验验证了方法的重复性精度。