张会燕 1,2刘明 1,2,*宁布 1,2,3惠梅 1,2[ ... ]赵跃进 1,2
作者单位
摘要
1 北京理工大学光电学院,北京 100081
2 精密光电测试仪器与技术北京市重点实验室,北京 100081
3 北京理工大学长三角研究院(嘉兴),浙江 嘉兴 314019
分析了一维多孔径阵列的成像特性,选取子孔径间距比为1∶2的一维非冗余三孔径结构为基阵列,以最大化频域覆盖为设计标准,设计了沿基线方向对基阵列在360°范围内以不同角度进行多次旋转的新型合成孔径结构,以提高中频调制传递函数(IFMTF)和系统成像质量。当填充因子为28.51%时,旋转合成得到的九孔径阵列的IFMTF值(0.1223)大于Golay-9阵列的0.0782。仿真和实验结果的定量和定性评价均证明了所提方法的有效性。
成像系统 光学稀疏孔径 一维多孔径阵列 旋转合成 中频调制传递函数 频域覆盖 imaging systems optical sparse aperture one-dimensional multi-aperture array rotating synthesis intermediate frequency modulation transfer function frequency domain coverage 
光学学报
2024, 44(4): 0411002
作者单位
摘要
深圳大学物理与光电工程学院,教育部/广东省光电子器件与系统重点实验室,广东 深圳 518060
介绍各种非线性光学显微成像的基本原理,并阐述非线性光学成像的多模态耦合所面临的技术挑战与解决方案。从成像速度、空间分辨率以及信噪比三个方面介绍了多模态非线性光学成像的研究进展,并扩展了多模态非线性光学内窥镜和图像分析方法。最后展望了多模态非线性光学成像的发展趋势和所面临的挑战,以期给相关领域研究人员提供参考。
成像系统 显微成像 非线性光学 多模态光学成像 光学内窥镜 imaging systems microscopic imaging nonlinear optics multimodal optical imaging optical endoscope 
光学学报
2024, 44(4): 0400002
作者单位
摘要
1 中国科学院空天信息创新研究院中国科学院定量遥感信息技术重点实验室,北京 100094
2 中国科学院大学电子电气与通信工程学院,北京 100049
3 电子科技大学资源与环境学院,四川 成都 611731
提出一种成像前评价关联成像系统性能的方法,基于通信系统信道评价方法对观测矩阵进行分析,计算成像系统的信道容量,以信道容量来评价系统性能。对100幅成像场景、20种不同类型的观测矩阵以及2种重建算法进行成像仿真,并与成像重建后的图像质量评测效果进行对比分析。结果表明:本文在成像前对系统性能的评价结果与成像后的验证结果具有较好的一致性,当采样比例相同时,重构图像的均方差和信道容量对矩阵元素分布类型具有相同的依赖关系;当矩阵元素分布类型相同时,归一化信道容量和归一化反转均方差随采样次数变化的曲线具有很高的拟合程度,其拟合系数R2值普遍大于0.8。本文方法具有很强的适用性,其效果不随图像尺寸的变化而变化,能够广泛应用于常见的遥感场景。
成像系统 观测矩阵 采样比例 分布类型 信道容量 性能评价 imaging systems observation matrix sampling ratio distribution type channel capacity performance evaluation 
光学学报
2024, 44(2): 0211002
作者单位
摘要
天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室,天津 300072
提出一种基于计算成像理论的端到端衍射元件设计方法,通过全局性优化方案将光学设计和图像复原作为整体,从而降低前端光学系统的成像质量要求,并利用图像复原算法去除残余像差以简化系统。所提设计方法涵盖光场传播、探测器去噪和图像后处理等关键环节的模型建立与联合优化。该设计方案可用于景深延展的轻薄型衍射元件的设计,且所适用的大景深的简单光学系统具有较高的成像质量。
成像系统 端到端 景深延展 图像复原 衍射元件 imaging systems end-to-end depth-of-field extension image restoration diffractive optical elements 
光学学报
2024, 44(2): 0211001
作者单位
摘要
1 西安培华学院智能科学与信息工程学院,陕西 西安 710125
2 西安工业大学电子信息工程学院,陕西 西安 710021
3 西南石油大学电气信息学院,四川 成都 610500
为实现无标记样本的定量检测,借助NX12.0搭配相关器件自主设计了一款小型化相位显微镜。相较于市面上售价高昂的相位显微镜,所设计显微镜无需相干器件,且在满足系统分辨率的前提下,将体积缩小了约60%,大幅提高了便携性,同时成本仅需5000元左右。系统中还嵌入了自动对焦算法和基于变换域的视场校正算法,以加快检测速度和相位恢复的准确率。经测试,系统在10倍物镜下的分辨率达到了分辨率板极限2.19 μm,同时随机相位板的检测表明相位恢复的准确率也达到了基本需求。除此之外,还对活细胞结构和平面玻璃的缺陷进行了测试。结果表明,所提系统不仅能对活细胞进行较好的定量测量,还可以在透明/半透明平面缺陷的检测中发挥重要作用,更是证明了这种成本低、便携性高、可实现无标记样本定量的系统设计方案的可行性。
成像系统 相位显微镜 无标记检测 活细胞定量测量 平面缺陷检测 3D光固化技术 imaging systems phase microscope unmarked detection quantitative measurement of living cells plane defect detection 3D light curing technology 
激光与光电子学进展
2023, 60(22): 2211005
作者单位
摘要
1 湖北经济学院信息工程学院,湖北 武汉 430205
2 五邑大学智能制造学部,广东 江门 529020
提出一种基于离散W变换的差分调制计算鬼成像方法。使用正负两组离散W变换基图案对光源进行差分调制,根据桶探测器测量的光强值获取目标对象的频谱,通过矩阵形式的逆离散W变换重构目标图像。仿真和实验结果表明,该方法可以从压缩测量中获得图像,通过差分测量可以消除背景噪声,获得良好的图像质量,并且可以通过逆变换实现快速重建。与其他方法相比,该方法在成像质量上更具优势。
成像系统 计算成像 鬼成像 图像重构 单像素成像 imaging systems computational imaging ghost imaging image reconstruction single-pixel imaging 
激光与光电子学进展
2023, 60(22): 2211003
江会交 1,2尹卓异 3张琴 1林清华 1[ ... ]康新 1,4,*
作者单位
摘要
1 莆田学院机电与信息工程学院,福建 莆田 351100
2 福建农林大学机电工程学院,福建 福州 350109
3 东南大学土木工程学院,江苏 南京 211189
4 南京理工大学理学院,江苏 南京 210094
为了消除投影仪的伽马效应,近年来二值条纹投影轮廓术得到快速发展。如何确定合适的离焦量是二值条纹离焦投影三维测量的关键问题。离焦不足时,条纹会包含高阶谐波;离焦过度的话,条纹对比度降低,相位分辨率降低,同时噪声的影响相对变大。离焦不足或离焦过度都会影响相位测量精度。为了解决这一问题,基于数字相关法提出一种最优离焦量的确定方法。该方法利用条纹与其二阶微分的相关性来确定最佳离焦量,以获得准正弦条纹。在欠离焦和过离焦情况下,相关系数均较小,只有当条纹为准正弦条纹时,相关系数取得极大值。对该方法进行了数值模拟和实验验证。实验结果表明,所提方法具有速度快、准确性高的优点,可在二值条纹投影过程中实时跟踪相关系数并确定最佳离焦量。
成像系统 二值离焦 数字相关 定量评估 二阶微分 条纹投影轮廓术 imaging systems binary defocusing digital correlation quantitative evaluation second-order differential fringe projection profilometry 
激光与光电子学进展
2023, 60(22): 2211002
黑花阁 1,2李潇雁 3,*李璐芳 1,2蔡萍 1[ ... ]陈凡胜 1,3
作者单位
摘要
1 中国科学院上海技术物理研究所中国科学院智能红外感知重点实验室,上海 200083
2 中国科学院大学,北京 100049
3 国科大杭州高等研究院,浙江 杭州 310024
大动态、高精度主动热控技术是高轨大型空间相机高性能、长寿命运行的核心关键。空间相机主动热控系统既要满足高精度测控温要求,又要实现小型化、集成化以降低资源和功耗需求。然而,传统以中央处理器(CPU)和数字信号处理器(DSP)为控制单元的架构难以满足高集成化的设计需要,且热控功率较大,需进行功率管理以满足整星能源要求。针对以上问题,面向地球同步轨道大型空间相机大动态、高精度的测控温需求,设计了以现场可编程门阵列(FPGA)为核心控制单元的主动热控系统,利用FPGA的高速并行处理能力和丰富接口资源,实现复杂空间相机高集成度高精度主动热控。设计了热控功率错峰功能,对加热片采用分时控制,动态实时检测热控功率,在保障相机关键部件控温精度的前提下,将热控功率限定在功率设定值。该系统已应用于地球同步轨道大型空间相机,对相机108路加热、138路测温和2个星上黑体进行高精度测控温,通过地面和在轨测试验证了主动热控系统设计的合理性和正确性。
成像系统 相机 主动热控 高精度测控温 热控功率错峰 地球同步轨道 imaging systems camera active thermal control high-precision temperature measurement and control thermal control power off-peak geosynchronous orbit 
中国激光
2023, 50(22): 2210002
作者单位
摘要
南昌大学物理与材料学院,江西 南昌 330031
小肠肠道发病原因隐匿并且小肠存在大量褶皱,大景深光学系统有利于在诊断过程中获得更多的病理信息,而目前市面上的胶囊内窥镜光学系统景深较小。所提胶囊内窥镜光学系统在保证一定分辨率的同时,还可在7~100 mm大景深范围内有效成像。该系统视场角为100°,F数为5,在全视场范围内调制传递函数均大于0.35(在125 lp/mm频率处),在与之搭配的OV9734成像芯片上能够满足成像要求。并对该光学系统进行了公差分析,结果表明其在可加工范围内能满足常规生产与装调。
成像系统 内窥镜成像 医用光学 大景深 光学设计 imaging systems endoscopic imaging medical optics large depth of field optic design 
激光与光电子学进展
2023, 60(20): 2011002
作者单位
摘要
电子科技大学光电科学与工程学院,四川 成都 611731
如何解决大视场和高分辨率之间的矛盾成为了众多科技人员的研究重心之一。基于此,提出一种动态小凹成像系统,在传统的小凹成像系统的基础上,引入方孔液晶透镜对视场中的感兴趣区域进行扫描,实现了在除感兴趣区域外其余区域低分辨率的条件下,在特定视场内的高分辨率成像。制作了方孔液晶透镜,并且对其实际孔径的特性进行了测量与分析。搭建了基于方孔液晶透镜的成像系统,通过此系统实现了动态小凹成像,并用调制传递函数(MTF)测试卡ISO12233对感兴趣区域与其余区域的低分辨率进行了测试。
成像系统 动态小凹成像 方孔液晶透镜 高分辨率成像 imaging systems dynamic foveated imaging liquid crystal lens with rectangular aperture high-resolution imaging 
光学学报
2023, 43(19): 1911001

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