發(fā)布時間：2021-09-12 15:42

　　高分辨率緊湊被動相干成像技術(shù)是一種基于光學(xué)干涉原理和光子集成電路的新型成像技術(shù)。其采用基于光子集成電路的緊湊排布干涉陣列來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的膠片、CCD或CMOS等探測手段,突破體積、重量和功耗等限制條件,獲得更高的圖像分辨率成像;或者在相同圖像分辨率成像條件下,讓探測器的體積、重量和功耗減少到原來的1/10¹/100。在空間成本居高不下、傳統(tǒng)成像體制逼近極限的大背景下,高分辨率緊湊被動相干成像技術(shù)的研究可以為未來提供高分辨率、小體積、輕質(zhì)量和低功耗的新選擇,不僅在軍事空間成像機理方面有重要的科學(xué)價值,同時作為新一代成像技術(shù),可以廣泛推廣到空間探測、偵查等眾多領(lǐng)域,具有重要的應(yīng)用價值。高分辨率緊湊被動相干成像技術(shù)應(yīng)用前景廣闊,但是仍處于研究初級階段,目前還存在諸多理論和工程應(yīng)用問題。主要有以下幾個方面:（1）系統(tǒng)的透鏡陣列的排布方式?jīng)Q定著空間頻率采樣的數(shù)量和恢復(fù)圖像的質(zhì)量,當(dāng)前對于透鏡陣列的排布設(shè)計研究不足導(dǎo)致空間頻率覆蓋不足;（2）光子集成電路是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵部分,但是目前的光子集成電路的尺寸、光路設(shè)計等還無法滿足系統(tǒng)的高質(zhì)量成像需求。成像應(yīng)用帶來的復(fù)雜且數(shù)量巨大的光路... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機械研究所)陜西省

【文章頁數(shù)】：175 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

近地空間衛(wèi)星分辨率路線圖

高分辨率緊湊被動相干成像技術(shù)研究2圖1.2靜軌衛(wèi)星空間分辨率和系統(tǒng)口徑的關(guān)系Figure1.2Therelationbetweenspatialresolutionandsystemapertureofstaticorbitsatellite但是，隨著光學(xué)系統(tǒng)通光孔徑的不斷增加，一方面，其重量、體積、功耗和成本等成倍增加，這帶來了巨大的困難與挑戰(zhàn)。以地球同步靜止軌道的遙感偵察為例，要實現(xiàn)0.5m的分辨率，望遠鏡的口徑將高達40m。據(jù)DARPA研究表明，當(dāng)望遠鏡口徑為40m時，即使采用最先進的超輕反射鏡技術(shù)，其重量也將大于1000噸，遠超目前地球同步靜止軌道最大發(fā)射重量26噸[2]。圖1.3為光學(xué)系統(tǒng)重量和口徑的關(guān)系，縱使采用新材料、改進支撐方式以及主鏡輕量化等設(shè)計，依然不能從根本上解決體積和重量的問題。圖1.3光學(xué)系統(tǒng)重量和口徑關(guān)系圖Figure1.3Graphofweight-aperturerelationshipofopticalsystem

高分辨率緊湊被動相干成像技術(shù)研究2圖1.2靜軌衛(wèi)星空間分辨率和系統(tǒng)口徑的關(guān)系Figure1.2Therelationbetweenspatialresolutionandsystemapertureofstaticorbitsatellite但是，隨著光學(xué)系統(tǒng)通光孔徑的不斷增加，一方面，其重量、體積、功耗和成本等成倍增加，這帶來了巨大的困難與挑戰(zhàn)。以地球同步靜止軌道的遙感偵察為例，要實現(xiàn)0.5m的分辨率，望遠鏡的口徑將高達40m。據(jù)DARPA研究表明，當(dāng)望遠鏡口徑為40m時，即使采用最先進的超輕反射鏡技術(shù)，其重量也將大于1000噸，遠超目前地球同步靜止軌道最大發(fā)射重量26噸[2]。圖1.3為光學(xué)系統(tǒng)重量和口徑的關(guān)系，縱使采用新材料、改進支撐方式以及主鏡輕量化等設(shè)計，依然不能從根本上解決體積和重量的問題。圖1.3光學(xué)系統(tǒng)重量和口徑關(guān)系圖Figure1.3Graphofweight-aperturerelationshipofopticalsystem

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]“獵鷹重型”火箭成功首飛及其未來應(yīng)用前景分析[J]. 龍雪丹,曲晶,楊開.  國際太空. 2018(03)
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[6]探測信噪比計算方法及原理綜述[J]. 羅一涵,劉妍妍,陳科.  電聲技術(shù). 2016(06)
[7]太空場景光照仿真方法研究[J]. 劉相君,晁建剛,何寧.  計算機仿真. 2011(11)

博士論文
[1]平面波導(dǎo)光耦合器及基于耦合器的光器件的研制[D]. 肖悅娛.浙江大學(xué) 2005

碩士論文
[1]一種集成光學(xué)干涉成像技術(shù)的研究[D]. 武冬梅.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所) 2018
[2]基于干涉原理的超薄高分辨率平板成像方法研究[D]. 郭丹鳳.西安電子科技大學(xué) 2018
[3]基于L曲線的正則化參數(shù)選取研究[D]. 夏超男.暨南大學(xué) 2016



本文編號：3394496