环形稀疏孔径结构的仿真分析与图像增强

本文主要探讨了环形稀疏孔径结构在光学领域的研究，这是一种创新的光学设计概念，它通过在传统孔径上创建非均匀分布的孔径模式来提高光学系统的性能。环形稀疏孔径的核心是其独特的孔径排列方式，通常以环状分布的开孔形式存在，这与传统的密集孔径相比，减少了不必要的光通量，从而可能实现更高效的光路控制。 在文中，作者首先介绍了环形稀疏孔径的基本构造，着重分析了其填充因子，即开孔区域占总孔径面积的比例。填充因子是决定系统性能的关键参数，它直接影响系统的通光效率和分辨率。通过数学推导，作者得出了环形稀疏孔径调制传递函数（MTF，Modulation Transfer Function）的解析表达式，这是评估光学系统性能的重要工具，用于衡量图像的细节保留能力。 接下来，作者利用MATLAB软件进行了模拟计算，验证了理论推导的MTF解析式与实际结果的一致性。通过这种方式，他们能够可视化地观察环形稀疏孔径光学系统在不同填充因子下的行为，以及其对图像质量的影响。 文章进一步进行了实际操作，使用标准分辨率板对不同填充因子的环形稀疏孔径光学系统进行模拟成像，展示了该结构在成像方面的潜力。为了提升成像质量，作者引入了分数阶微分算子进行图像增强技术，这是一种能够增强图像边缘和细节的数学工具，有助于优化环形稀疏孔径系统的视觉效果。 关键词"环形稀疏孔径"、"调制传递函数"、"模拟成像"和"图像增强"表明了文章的主要研究内容和方法。通过这些研究，作者不仅提供了环形稀疏孔径结构的设计原则，还探讨了如何优化其性能，为光学系统设计提供了一种新的可能性，尤其是在高分辨率和低光通量需求的应用中。这篇论文对于理解稀疏光学元件在现代光学系统中的作用具有重要的学术价值。