Golay3稀疏孔径光学系统仿真实验与成像研究

"本文主要探讨了稀疏孔径光学系统在空间遥感领域的应用，通过仿真实验对Golay3稀疏孔径结构进行了深入研究，验证了该系统的成像理论和维纳滤波图像恢复技术的有效性。" 在当前的空间遥感技术中，稀疏孔径光学系统成为一种实现大口径光学系统设计的重要途径。这种系统通过减少物理孔径的密度，即采用非连续的光孔布局，来达到类似大口径的效果，从而降低了系统的体积和重量，同时保持了高分辨率的成像能力。Golay3稀疏孔径结构是一种典型的稀疏孔径设计，其特点是利用三个非重叠的孔径来捕获光线，以此获取图像信息。 本文作者吴泉英和钱霖分别来自苏州科技学院实验中心和苏州大学的相关研究机构，他们对Golay3稀疏孔径结构的调制传递函数（MTF）进行了详细分析，MTF是衡量光学系统成像质量的关键指标。通过对MTF的分布研究，可以理解系统在不同频率下的成像性能。 实验平台的构建包括物、光学系统、CCD接收器、A/D转换器、数字信号处理器和计算机等组成部分。其中，稀疏孔径结构通过在光学系统入瞳处设置特殊设计的光阑来实现。实验中，采用了三孔径的Golay3结构，允许光线通过特定位置，模拟稀疏孔径的成像过程。 仿真实验中，作者给出了全孔径和Golay3稀疏孔径两种不同光瞳条件下的成像效果，并利用维纳滤波技术对图像进行处理，以提高图像质量和恢复原始信息。通过对实验结果与模拟成像结果的对比，验证了稀疏孔径光学系统在实际应用中的可行性，同时也证明了维纳滤波在图像恢复中的有效性。 此外，文章指出，尽管稀疏孔径光学系统的研究仍处于初级阶段，但随着技术的进步，如美国麻省理工学院等研究机构已经开始了实验室级别的研究，有望将这一技术推向航天遥感的实际应用。因此，仿真实验研究对于深入理解稀疏孔径光学系统的成像特性、优化系统设计和推动其实用化进程具有重要意义。 总结来说，"稀疏孔径光学系统仿真实验研究"不仅探讨了Golay3稀疏孔径结构的成像特性和实验验证，还强调了此类系统在空间遥感领域的潜力，为未来大口径光学系统的轻量化设计提供了新的思路和技术支持。通过仿真实验和理论分析相结合，该研究为进一步优化稀疏孔径光学系统的设计和提高其性能提供了坚实的基础。