【摘 要】
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在传统的光学成像中,成像系统简单化和高成像质量往往是一个矛盾的问题,为了解决这个问题,本文在简单光学系统中,基于计算自适应光学技术,对成像系统像差的校正做了研究,使光学系统直接成的像作为中间像,像差校正后的像为最终像,间接提高成像质量,这一研究有望降低光学系统设计的难度。本文基于衍射传输理论和相位恢复算法,建立了光学系统光瞳函数的求解模型,并分别用梯度下降法、Fletcher-Reeves（FR）
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在传统的光学成像中,成像系统简单化和高成像质量往往是一个矛盾的问题,为了解决这个问题,本文在简单光学系统中,基于计算自适应光学技术,对成像系统像差的校正做了研究,使光学系统直接成的像作为中间像,像差校正后的像为最终像,间接提高成像质量,这一研究有望降低光学系统设计的难度。本文基于衍射传输理论和相位恢复算法,建立了光学系统光瞳函数的求解模型,并分别用梯度下降法、Fletcher-Reeves（FR）共轭梯度法和随机并行梯度下降法仿真验证了模型的可行性,对这三种优化算法在求解中的优化性能做了比较分析,结果证明随机并行梯度下降法收敛性最好。在求出系统光瞳函数的基础上,建立了在相干照明条件下系统像差校正滤波器的模型,仿真验证了在小视场成像中,用建立的像差校正滤波器校正系统像差的可行性,并且分析了当成像轴向离焦时,用像差校正滤波器校正像差的效果,结果证明在轴向离焦一定范围内,像差校正滤波器对图像仍有校正作用。进一步仿真研究了如果实验中透镜焦点位置定位不准时,对像差校正带来的影响,结果表明当定位的焦点与实际焦点距离相差在0.1mm以内时,像差都可以被有效校正。搭建了小视场成像实验光路,以分辨率板作为成像物,对系统出瞳处的波前做了求解,建立了系统的像差校正滤波器,并对分辨率板所成的像做了校正,校正后像的分辨率显著提升,证明本文提出的像差校正方法可用于成像系统像差的校正。
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