1 光电控制技术重点实验室, 河南 洛阳 471000
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471000
矢量像差理论表明, 一个已经校正过初级像差的光学系统, 在微小失调量状态下仍会出现特定的像差表现, 而工作在恶劣环境下的机载、星载光学系统这种情况尤为明显。波前编码技术已被证实对一阶、三阶像差有一定的钝化作用, 基于波前编码原理, 从矢量像差的角度研究了三次相位板对光学系统失调产生像散的钝化作用, 并以卡式折反系统为例做了仿真验证。研究显示, 波前编码计算成像系统对于元件倾斜引起的失调像散不敏感, 系统轻微失调时仍能保持良好的成像效果, 这对于降低光学系统的装调难度以及增强机载、星载光学系统的环境适应性具有一定的意义。
计算光学成像 波前编码 矢量像差 像差钝化 computational imaging wavefront coding vector aberration aberration passivation
1 北京遥感设备研究所，北京 100854
2 哈尔滨工业大学 空间光学工程研究中心，黑龙江 哈尔滨 150001
波前编码技术通过在光学系统光瞳位置加入特殊的相位掩模板，对目标信号光波进行编码调制，并在图像处理端对该编码信号进行解码而恢复原图像，由于被编码调制后的波前对离焦等像差的不敏感度扩大了十数倍，能显著扩大光学系统焦深。因此，波前编码技术能在编码与解码之间解决恶劣力热条件或多色制导体制对弹载红外探测系统带来的离焦和对准误差。文中基于波前编码扩大焦深基本原理，对一长长双色红外光学系统进行了10倍焦深扩大的波前编码像差钝化设计。集成样机后，进行了波前编码成像实验。以小孔点靶编码像作为PSF解码10倍离焦位置处的十字靶和四条靶图像，十字靶和四条靶解码图像清晰可辨，证明波前编码技术对于系统像差或离焦像差的抑制是有效的。最后，对波前编码成像效果进行了分析：解码图像的水波纹是由于空间采样PSF不足导致的，可提取不同视场位置PSF，使用空间变化解码算法实现条纹消除；由于解码图像会在放大信号的同时放大噪声，因此，解码算法需要进一步研究噪声抑制算法，以期满足弹载高能量、高信噪比应用的要求。
波前编码 焦深 红外探测 像差钝化 wavefront coding focus depth infrared detection aberration inactivation 红外与激光工程
2020, 49(4): 0404001
