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抑制孔径间距误差影响的相干场成像质量提升方法研究-Open.PDF
物理 学报 Acta Phys. Sin. Vol. 64, No. 12 (2015) 124203 抑制孔径间距误差影响的相干场成像 质量提升方法研究 程志远 马彩文 罗秀娟 张羽 朱香平 夏爱利 1)(中国科学院西安光学精密机械研究所, 西安 710119) 2)(中国科学院大学, 北京 100049) ( 2014 年10 月9 日收到; 2014 年12 月22 日收到修改稿) 相干场成像基于激光发射孔径间距相等、频谱相等的基本假设, 迭代计算频谱重建高分辨图像, 实际应用 中不可避免的激光发射孔径间距误差是影响成像质量的重要因素. 针对发射孔径间距误差造成的成像质量下 降问题, 提出一种抑制孔径间距误差影响的成像质量提升方法. 首先分析了孔径间距误差对激光回波频谱和 成像质量的影响机理; 推导得到了频谱误差迭代模型; 理论上构建了孔径间距误差对信号频谱和成像质量的 零影响条件方程; 提出一种线性规划方法求解成像质量零影响条件方程, 得到孔径间距误差最优化分布矩阵; 实际应用中基于该最优化误差矩阵合理分配各孔径间距误差, 就可抑制孔径误差对成像质量的影响. 实验验 证了该方法的正确性和有效性. 结果表明: 该方法可提升成像质量评价指标斯特列尔比近1 倍; 所提方法可 便捷有效地抑制孔径误差对成像质量的影响. 该研究为实际相干场系统成像质量的提升和发射阵列孔径间距 精度设计提供了理论指导. 关键词: 发射孔径间距误差, 频谱误差, 成像质量, 相干场成像 PACS: 42.25.Kb, 42.30.Kq, 87.63.lt, 42.30.–d DOI: 10.7498/aps.64.124203 Light Imaging National Teseted), 针对地球同步轨 1 引 言 道目标成像; 接着又开展了对低轨运动目标成像计 划(Satellite Active Imaging National Testbed) 2 . 激光相干场成像是一种新型高分辨成像技术, 3 国外近期的研究主要有大气湍流抑制研究 、成像 通过激光发射孔径阵列主动发射多束相干激光照 4 实验验证研究 . 相干场成像物理本质上是一种基 射目标, 目标反射的激光回波信号经解调和相位闭 于傅里叶变换原理的无透镜计算成像技术, 并有望 合抑制湍流扰动后, 重构目标高分辨图像. 同现有 突破衍射极限成像. 关于无透镜成像原理, 目前已 常规光学成像相比, 该技术无需自适应光学校正就 开展了针对X 射线波段的无透镜成像实验方案研 可最大限度地克服大气湍流对成像质量的影响, 并 5 通过拉长发射孔径基线提高系统分辨率, 具有分辨 究 ; 针对生物细胞、纳米晶体成像的相位恢复算
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