激光主动成像中散斑噪声对波前校正性能的深入分析

本文主要探讨了激光主动成像技术中波前畸变和散斑噪声的相互作用，特别是散斑噪声对基于图像指标优化的波前校正性能的影响。激光主动成像是利用激光光源对目标进行成像，并通过测量返回的光信号来获取目标的高精度三维信息。在这一过程中，波前畸变是由于大气湍流、光学系统设计缺陷等因素导致光线方向偏离理想路径，而散斑噪声则是由随机光散射引起的，使得图像质量受到影响。 研究者首先通过仿真实验，模拟了不同散斑噪声水平下，图像清晰度指标（如锐度、对比度等）与波前均方根值（RMS）的关系。他们发现，随着散斑噪声的增加，图像清晰度指标的单调性和线性度显著下降，特别是在RMS值小于1 rad（弧度）的低畸变范围内，这导致波前校正的收敛速度变慢，校正精度降低。这是因为散斑噪声作为随机噪声源，干扰了对实际波前畸变信息的精确提取。 为了进一步验证这些分析结果，研究人员进行了大气湍流波前畸变的闭环校正数值仿真。在模拟的大气湍流环境中，他们观察到当散斑噪声增强时，对于较大波前畸变，其对校正性能的影响更加显著。这表明在实际应用中，控制和减少散斑噪声对于提高激光主动成像系统的整体性能至关重要。 本文的贡献在于深入分析了散斑噪声如何影响激光主动成像的波前校正过程，并提出了优化策略。这对于激光主动成像技术的实际应用，例如在遥感、天文观测等领域，具有重要的理论指导意义。通过理解和控制散斑噪声，可以提升系统的稳定性和成像质量，从而实现更精准的目标成像。