空间大口径衍射成像系统的图像反演恢复与增强 被引量：6

1

作者 乔凯 智喜洋 +2 位作者 江世凯 张蕾 尹忠科 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1465-1472,共8页

面向高轨监视领域对超大口径、轻量化的高分辨率光学载荷的迫切需求,提出了一种以衍射元件为主镜的空间大口径衍射成像系统图像反演恢复与增强方法。针对大口径光学系统像差和主镜衍射效应引起的模糊严重以及点扩散函数空间变化性大等... 面向高轨监视领域对超大口径、轻量化的高分辨率光学载荷的迫切需求,提出了一种以衍射元件为主镜的空间大口径衍射成像系统图像反演恢复与增强方法。针对大口径光学系统像差和主镜衍射效应引起的模糊严重以及点扩散函数空间变化性大等降质问题,基于正则化理论框架和等晕区分块思想,提出了基于多正则化约束的衍射成像系统图像反演恢复方法,研究了多参量多约束模型的高效求解方法。针对衍射效率不足和非设计级次背景杂波引起的图像信噪比低和对比度下降严重的问题,结合小波阈值滤波与非线性变换,提出了自适应的衍射成像系统图像质量增强方法。最后进行了实验验证,实验结果表明:当空变等级达到了3.0时,恢复结果与原始图像的结构相似度在0.8以上,信噪比提升10%以上,信息保真度在80%以上。该方法在有效提升图像清晰度与对比度的同时,提高了图像的信噪比,对超大口径薄膜衍射成像系统的实际空间应用具有一定的理论研究意义和工程应用价值。 展开更多

关键词 空间大口径衍射成像系统 衍射成像系统严重降质 反演恢复模型 图像质量增强

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天基合成孔径激光雷达空间目标成像系统分析

2

作者 崔岸婧 高敬涵 +2 位作者 吴疆 杨宏 李道京 《激光技术》 北大核心 2025年第3期336-345,共10页

合成孔径激光雷达可用较小口径实现高分辨率成像,在天基空间目标观测方面具有重要应用价值,但存在波束宽度窄、覆盖范围有限、目标搜索捕获困难等问题。为了解决这些问题,采用一种主动激光与被动红外复合的天基合成孔径激光雷达空间目... 合成孔径激光雷达可用较小口径实现高分辨率成像,在天基空间目标观测方面具有重要应用价值,但存在波束宽度窄、覆盖范围有限、目标搜索捕获困难等问题。为了解决这些问题,采用一种主动激光与被动红外复合的天基合成孔径激光雷达空间目标成像系统,分析了系统指标,给出了成像仿真结果。结果表明,通过激光/红外共孔径实现了系统轻量化;综合使用圆偏振激光发射信号和正交线偏振两通道接收信号,结合顺轨干涉处理,解决了退偏和目标/平台振动问题;通过红外相机可实现目标搜索和跟踪,采用10 ns脉宽窄脉冲激光信号可实施目标测距和测速,使用10 ns脉宽、4 GHz带宽优化二进制相移键控信号,可实现0.10 m实时低分辨率成像和0.05 m高分辨率成像。系统设计方案对天基合成孔径激光雷达的研制具有参考价值。 展开更多

关键词 成像系统 空间目标成像 合成孔径激光雷达 激光红外复合成像 衍射光学系统 二进制相移键控信号

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空间成像与激光通信共口径光学系统设计 被引量：35

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作者 金光 李艳杰 +2 位作者 钟兴 任秉文 王长庚 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期2067-2074,共8页

针对空间成像系统与激光通信天线同时需要大口径光学系统而使卫星载荷质量增大的问题,提出了一种成像光学系统与收发合一激光通信天线共口径工作的新型光学系统。从像差理论出发,给出了以主次反射镜为共用部分、成像和通信工作在不同视... 针对空间成像系统与激光通信天线同时需要大口径光学系统而使卫星载荷质量增大的问题,提出了一种成像光学系统与收发合一激光通信天线共口径工作的新型光学系统。从像差理论出发,给出了以主次反射镜为共用部分、成像和通信工作在不同视场的共口径光学系统初始结构设计方法。实际设计了共口径光学系统,该系统口径为600mm,次镜遮拦比为0.225,成像系统的传递函数在50lp/mm时大于0.47,接近衍射极限;发射分系统波像差远小于λ/20,发射激光的最小束散角可达4μrad,出射光斑质量良好;接收系统达到衍射极限,光斑远小于探测端面,满足探测要求。最后,进行了公差分析,给出了光学系统的装调方法。该设计通过共用主次镜减少了系统总质量和总体积,同时满足空间成像和激光通信系统的性能要求。 展开更多

关键词 共口径光学系统 卡塞格林天线 遮拦比 空间成像 激光通信

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成像与激光发射系统的共口径设计与实验 被引量：11

4

作者 李艳杰 金光 +1 位作者 张元 孔林 《中国光学》 EI CAS CSCD 2015年第2期220-226,共7页

将成像光学系统同时用作激光发射天线的共口径设计可有效减轻卫星载荷质量和应对各种突发状况。首先根据激光通信的能量计算链路,分析了激光发射天线的设计要求,明确了激光发射天线与成像光学系统的不同;然后根据特定的成像光学系统给出... 将成像光学系统同时用作激光发射天线的共口径设计可有效减轻卫星载荷质量和应对各种突发状况。首先根据激光通信的能量计算链路,分析了激光发射天线的设计要求,明确了激光发射天线与成像光学系统的不同;然后根据特定的成像光学系统给出了3种具有普适性的共口径设计方法,并对这3种方法的性能进行了分析和比较,给出了它们的优缺点和适用范围;最后对所设计的共口径系统进行了发射光束仿真,经过对设计系统加工、装调后进行了室内的成像、通信实验,结果显示发射激光的最小束散角可达18.2μrad,接近系统衍射极限,出射光斑质量良好,接收到的图像与成像系统所成图像肉眼观测无失配。初步证实该共口径设计可实现光学系统的成像和通信任务要求。 展开更多

关键词 共口径光学系统 激光通信 空间成像 耦合镜

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RGB三通道衍射望远镜光学成像系统设计 被引量：12

5

作者 李飞 王克逸 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期369-372,共4页

基于目前研究较热的大口径衍射望远镜技术,提出一种在可见光范围内进行成像的衍射望远镜光学系统方案。该方案解决了目前衍射望远镜存在的成像频谱范围较窄的问题,可以在可见光范围内获取彩色图像,设计方法是将衍射元件沿径向分为3个通... 基于目前研究较热的大口径衍射望远镜技术,提出一种在可见光范围内进行成像的衍射望远镜光学系统方案。该方案解决了目前衍射望远镜存在的成像频谱范围较窄的问题,可以在可见光范围内获取彩色图像,设计方法是将衍射元件沿径向分为3个通道,分别对R、G、B三个颜色通道进行成像,每个通道的成像带宽为40 nm,通过控制系统参数使3个通道的像在像面处重合,获取彩色图像。设计了基于25 m口径衍射主镜的三通道望远镜光学系统,并对该系统进行建模仿真,仿真结果与设计理论相符。该方案可以增加成像的频谱范围,其像面光斑具有与单通道系统像面光斑近乎相同的主瓣宽度。 展开更多

关键词 大口径望远镜 衍射光学 RGB三通道 成像系统设计

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超大口径空间光学遥感器的应用和发展 被引量：41

6

作者 张学军 樊延超 +1 位作者 鲍赫 薛栋林 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2613-2626,共14页

针对空间遥感技术的迅速发展及其对空间探测精度需求的提高,对研制更可行有效的超大口径空间光学遥感器的技术路线开展了研究。介绍了该领域已发射和计划发射的超大口径光学遥感器涉及的发展历史和结构特点,以及它们的研究现状和应用领... 针对空间遥感技术的迅速发展及其对空间探测精度需求的提高,对研制更可行有效的超大口径空间光学遥感器的技术路线开展了研究。介绍了该领域已发射和计划发射的超大口径光学遥感器涉及的发展历史和结构特点,以及它们的研究现状和应用领域,主要包括整体式成像系统、分块可展开成像系统、光学干涉合成孔径成像系统和衍射成像系统等。分析对比了各种传感器的性能特点及现阶段的应用情况。最后,考虑我国高分辨率、高成像质量空间光学遥感器的应用需求,结合当前技术条件以及相关技术的发展趋势,分别针对2~4m大口径系统,4~10m超大口径系统和更大口径系统的成像需求提出了最佳解决方案。 展开更多

关键词 超大口径空间遥感器 整体式成像系统 分块可展开成像系统 光学干涉合成孔径成像系统 衍射成像系统 综述

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大口径甚高分辨率空间光学遥感器技术途径探讨 被引量：29

7

作者 陈晓丽 傅丹鹰 《航天返回与遥感》 2003年第4期19-24,共6页

增长焦距、加大口径是提高空间光学遥感器空间分辨率的主要手段,但焦距和口径的增大意味着遥感器体积、研制难度和制造成本的骤增。要达到可见光甚高分辨率,采用传统的设计思想和制造工艺已无法实现,更何况体积和质量巨大也难以发射。... 增长焦距、加大口径是提高空间光学遥感器空间分辨率的主要手段,但焦距和口径的增大意味着遥感器体积、研制难度和制造成本的骤增。要达到可见光甚高分辨率,采用传统的设计思想和制造工艺已无法实现,更何况体积和质量巨大也难以发射。本文介绍和分析了几种解决大口径系统的方案,包括:分块可展开成像系统、稀疏孔径系统和干涉成像系统。 展开更多

关键词 空间光学遥感器 分辨率 口径 干涉成像系统 稀疏孔径系统

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将成像光学系统用于激光发射的设计与分析 被引量：2

8

作者 李艳杰 金光 +2 位作者 钟兴 刘春雨 王天聪 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第11期3373-3378,共6页

为减轻卫星载荷质量和应对各种突发状况,将成像光学系统同时用作激光发射天线的共口径设计具有重要意义。因此根据特定的成像光学系统给出了共口径设计方法,针对其中基于EDFA功放技术的发射单元与成像系统相匹配的耦合镜头进行了分析与... 为减轻卫星载荷质量和应对各种突发状况,将成像光学系统同时用作激光发射天线的共口径设计具有重要意义。因此根据特定的成像光学系统给出了共口径设计方法,针对其中基于EDFA功放技术的发射单元与成像系统相匹配的耦合镜头进行了分析与设计,基于此研究了发射高斯光束在该共口径系统中的传输及出射光束的场分布,讨论并仿真分析了耦合镜头与成像主次镜距离的改变对出射光束性能的影响。结果表明,共口径设计满足激光发射要求,并且微调耦合镜头与成像主次镜的距离可以改变出射光束的束腰和远场光强峰值能量从而满足不同的通信需求,且对出射光束的总能量没有明显影响。 展开更多

关键词 共口径光学系统 激光发射 空间成像 耦合镜

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用于数码三维衍射图像的激光照排系统 被引量：6

9

作者 陈林森 解剑锋 +2 位作者 沈雁 汪振华 陆志伟 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期351-354,364,共5页

研制了一种新型的用于数码三维衍射图像与光学可变图像的激光照排系统,采用空间光调制器(SL M)和全息干涉成像光学头进行子图输入和干涉条纹产生,系统在6 35 dpi图像分辨率下的运行效率达2 0 0 0 dot/s以上,该系统将为高效率制作2 D,2 D... 研制了一种新型的用于数码三维衍射图像与光学可变图像的激光照排系统,采用空间光调制器(SL M)和全息干涉成像光学头进行子图输入和干涉条纹产生,系统在6 35 dpi图像分辨率下的运行效率达2 0 0 0 dot/s以上,该系统将为高效率制作2 D,2 D/3D和3D光变图像提供一种良好的工具。 展开更多

关键词 激光照排系统 衍射图像 三维 数码 空间光调制器 图像分辨率 干涉条纹 干涉成像 运行效率 光变图像 光学头 高效率 3D

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打破传统光学系统设计概念的首个折叠式空间望远镜 被引量：1

10

作者 张月 《航天返回与遥感》 2013年第6期98-98,共1页

随着高分辨率成像卫星的发展，望远镜镜头的质量和成本快速增加，将超出运载能力最大的火箭的运载能力。传统玻璃镜而很快将达到技术瓶颈。美国国防部高级研究计划局（DefenseAdvancedResearchProjectsAgency，DARPA）正在开展的“薄膜... 随着高分辨率成像卫星的发展，望远镜镜头的质量和成本快速增加，将超出运载能力最大的火箭的运载能力。传统玻璃镜而很快将达到技术瓶颈。美国国防部高级研究计划局（DefenseAdvancedResearchProjectsAgency，DARPA）正在开展的“薄膜型光学实时成像仪”（MembraneOpticImagerReal—TimeExploitation，MOIRE）项目，采用了基于菲涅尔透镜的衍射光学系统，而非传统光学系统采用的玻璃镜面或者透镜。 展开更多

关键词 衍射光学系统 空间望远镜 设计概念 传统 折叠式 高分辨率成像卫星 菲涅尔透镜 运载能力

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几何光学 光学系统、成像与分析

11

《中国光学》 CAS 2005年第6期6-6,共1页

TH703 2005064030 复合三子镜的成像研究=Study on imaging of dual three sub-apertures design[刊,中]/钱霖(苏州大学物理科学与 技术学院光电系．江苏,苏州(215006)),吴泉英…∥光学 学报．-2005,25(8)．-1030-1035 提出一种由9个子... TH703 2005064030 复合三子镜的成像研究=Study on imaging of dual three sub-apertures design[刊,中]/钱霖(苏州大学物理科学与 技术学院光电系．江苏,苏州(215006)),吴泉英…∥光学 学报．-2005,25(8)．-1030-1035 提出一种由9个子镜构成的复合三子镜稀疏孔径结 构。给出该孔径的光瞳函数以及3种不同型的结构形式, 展开更多

关键词 光学传递函数 几何光学 光学系统 填充因子 空间频率 子孔径 光学综合孔径 数值计算 解析表达式 衍射成像

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