[發(fā)明專(zhuān)利]一種超探測(cè)器分辨率紅外無(wú)熱化成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010528191.4
• 申請(qǐng)日: 2020-06-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111596458A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝洪波;王茂宇;楊磊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G02B27/00
• 分類(lèi)號(hào): G02B27/00;G01J5/00;G01J5/08
• 代理公司: 天津市三利專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 12107
• 代理人: 張義

1.一種超探測(cè)器分辨率紅外無(wú)熱化成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述方法將光學(xué)設(shè)計(jì)與圖像處理結(jié)合，需要在常溫時(shí)先優(yōu)化成像質(zhì)量接近光學(xué)衍射極限，為后續(xù)圖像處理提供先驗(yàn)信息，再在系統(tǒng)的一次成像光闌處添加一塊相位板，使系統(tǒng)在-40℃～70℃下對(duì)熱離焦不敏感，并通過(guò)后期圖像計(jì)算的方式進(jìn)行圖像恢復(fù)，重建圖像在不同溫度下的成像質(zhì)量均可突破探測(cè)器極限分辨率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超探測(cè)器分辨率紅外無(wú)熱化成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述紅外無(wú)熱化成像系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)為二次成像結(jié)構(gòu)，相位板放置在系統(tǒng)一次成像冷闌共軛處，同樣起到光闌作用。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超探測(cè)器分辨率紅外無(wú)熱化成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，其特征在于：冷闌面設(shè)計(jì)為光闌面，保證冷闌效率100％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超探測(cè)器分辨率紅外無(wú)熱化成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述紅外無(wú)熱化成像系統(tǒng)的接收部分由探測(cè)器及圖像復(fù)原單元組成，探測(cè)器的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)圖像復(fù)原單元，可獲得不同溫度下超探測(cè)器分辨率圖像。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超探測(cè)器分辨率紅外無(wú)熱化成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，其特征在于：添加相位板后，在-40℃～70℃溫度范圍內(nèi)，系統(tǒng)成像調(diào)制傳遞函數(shù)MTF和點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)PSF一致。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超探測(cè)器分辨率紅外無(wú)熱化成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，其特征在于：添加相位板后，光學(xué)傳遞函數(shù)幅值降低，點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)支持域增加，由于點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)RMS值的顯著增加，可以通過(guò)計(jì)算成像方式，獲得更小的像元尺寸，便于恢復(fù)更高分辨率的圖像。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超探測(cè)器分辨率紅外無(wú)熱化成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，其特征在于：

所述相位板為一種由二次、三次和五次冪函數(shù)疊加而成的高階相位板，該相位板的相位分布函數(shù)表達(dá)式為：

f(x，y)＝α(x²+y²)+β(x³+y³)+γ(x⁵+y⁵)

式中，α，β與γ為相位板的相位分布函數(shù)參數(shù)；x和y分別為二維孔徑歸一化坐標(biāo)，取值范圍為[-1,1]。