采用當(dāng)前方法設(shè)計(jì)的成像光學(xué)系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行成像時(shí),存在成像質(zhì)量低和系統(tǒng)分辨率低的問(wèn)題。將微分方程應(yīng)用在成像光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,提出基于微分方程方法的高分辨率成像光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。在成像光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)上對(duì)成像光學(xué)系統(tǒng)的主要參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì),通過(guò)光學(xué)折反射定理和微分幾何原理建立微分方程組,采用Ronge-Kutta方法對(duì)構(gòu)建的微分方程進(jìn)行數(shù)值求解,在XZ平面中得到自由曲面的軌跡,根據(jù)自由曲面的軌跡構(gòu)造光學(xué)自由曲面,提高成像光學(xué)系統(tǒng)的分辨率,結(jié)合成像光學(xué)系統(tǒng)的主要參數(shù)完成高分辨率成像光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所提方法的成像質(zhì)量高、系統(tǒng)分辨率高。 

【文章來(lái)源】：激光雜志. 2020,41(06)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：4 頁(yè)

【部分圖文】：

入/出射光線與自由曲面之間的幾何關(guān)系

為了驗(yàn)證基于微分方程方法的高分辨率成像光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的有效性，需要對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，本次測(cè)試的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為Zemax程序，操作系統(tǒng)為Windows。成像光學(xué)系統(tǒng)對(duì)空間層次不同的目標(biāo)成像能力可以通過(guò)傳遞函數(shù)的傳遞效率進(jìn)行描述。通常情況下成像光學(xué)系統(tǒng)的傳遞效率在60%以上就可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)成像，傳遞效率越高系統(tǒng)成像的質(zhì)量越好。分別采用基于微分方程方法的高分辨率成像光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、文獻(xiàn)[6]方法和文獻(xiàn)[7]方法通過(guò)傳遞函數(shù)進(jìn)行測(cè)試，對(duì)比三種不同方法的成像質(zhì)量，測(cè)試結(jié)果如圖3所示。

成像光學(xué)系統(tǒng)對(duì)空間層次不同的目標(biāo)成像能力可以通過(guò)傳遞函數(shù)的傳遞效率進(jìn)行描述。通常情況下成像光學(xué)系統(tǒng)的傳遞效率在60%以上就可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)成像，傳遞效率越高系統(tǒng)成像的質(zhì)量越好。分別采用基于微分方程方法的高分辨率成像光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、文獻(xiàn)[6]方法和文獻(xiàn)[7]方法通過(guò)傳遞函數(shù)進(jìn)行測(cè)試，對(duì)比三種不同方法的成像質(zhì)量，測(cè)試結(jié)果如圖3所示。分析圖3可知，采用文獻(xiàn)[6]方法和文獻(xiàn)[7]方法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，傳遞函數(shù)的傳遞效率達(dá)到了80%，次數(shù)較少，但大多數(shù)都在40%以下，表明文獻(xiàn)[6]方法和文獻(xiàn)[7]方法的成像質(zhì)量不穩(wěn)定;而本文設(shè)計(jì)方法在多次迭代中的傳遞效率均高于70%，從上文可知當(dāng)傳遞效率高于60%時(shí)，就可以完成目標(biāo)的成像，說(shuō)明本文方法能夠成像質(zhì)量較好。這是因?yàn)楸疚牟捎玫奈⒎址匠谭椒軌蚍纸鈭D片像素特征，光學(xué)成像效果佳。

【參考文獻(xiàn)】：
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