光電所在光學(xué)多孔徑成像研究中取得新進(jìn)展

　　中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所光束控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室任戈課題組在光學(xué)多孔徑成像技術(shù)研究中取得新進(jìn)展：提出并實(shí)現(xiàn)了基于子孔徑調(diào)制相位差法的光學(xué)多孔徑成像技術(shù)，該技術(shù)在高分辨率成像領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用價(jià)值，相關(guān)研究成果發(fā)表于Optics Express。

　　光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的性能主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一方面是望遠(yuǎn)鏡收集能量的能力，即望遠(yuǎn)鏡的集光能力；另一方面是望遠(yuǎn)鏡分辨目標(biāo)細(xì)節(jié)的能力，即望遠(yuǎn)鏡的分辨力。理論上講，望遠(yuǎn)鏡口徑越大，集光能力愈強(qiáng)、分辨力愈高。然而受到制造工藝、檢測(cè)技術(shù)、裝配工藝、制作成本、載荷體積重量等的影響，大型單口徑望遠(yuǎn)鏡的制作和應(yīng)用受到了很大的限制。光學(xué)多孔徑成像是突破這一限制提高成像能力的重要技術(shù)手段。光學(xué)多孔徑成像將多個(gè)單孔徑系統(tǒng)按照一定的方式排布，通過(guò)共相干涉實(shí)現(xiàn)等效大孔徑光學(xué)系統(tǒng)的分辨力。光學(xué)多孔徑成像技術(shù)的關(guān)鍵難點(diǎn)在于各個(gè)單孔徑系統(tǒng)間共相誤差及其它像差的檢測(cè)與校正和目標(biāo)圖像的高清晰復(fù)原等。

　　該研究在提出相關(guān)理論模型的基礎(chǔ)上建立實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)現(xiàn)了基于子孔徑調(diào)制相位差法的光學(xué)多孔徑成像技術(shù)，通過(guò)對(duì)多孔徑合成成像系統(tǒng)的單個(gè)或多個(gè)子孔徑進(jìn)行空間調(diào)制，獲取有差異的多幀圖像。結(jié)合施加的調(diào)制信息，基于隨機(jī)并行優(yōu)化算法對(duì)圖像進(jìn)行處理，獲取目標(biāo)的高清晰圖像。與傳統(tǒng)方法相比，該方法具有同時(shí)恢復(fù)像差和目標(biāo)的高清晰圖像、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、受硬件誤差影響小、像差恢復(fù)精度和圖像復(fù)原清晰度高等特點(diǎn)。

　　該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部、中科院等項(xiàng)目的支持。

　　四孔徑合成成像系統(tǒng)像差和目標(biāo)圖像復(fù)原結(jié)果，(a)加載像差，(b)恢復(fù)像差，(c)恢復(fù)殘差，(d)模糊圖像，(e)復(fù)原的高清晰圖像