用于望远大视场超分辨率快速成像装置及其成像方法制造方法及图纸

用于望远大视场超分辨率快速成像的装置及成像方法，属于超分辨成像技术领域，为了解决现有技术不适用于空间碎片探测成像的问题，该装置依次同轴设置大口径望远物镜、二维视场光阑、中继镜组、光瞳滤波器和CCD探测器，大口径望远物镜和中继镜组组成望远成像系统；大口径望远物镜的后焦面为望远成像系统的一次像面，二维视场光阑放置在大口径望远物镜的后焦面处，用于选择单次成像的入射光线角度；光瞳滤波器位于望远成像系统的后端出瞳面位置，其有效口径位置和尺寸与出瞳面重合；CCD探测器位于望远成像系统的后焦面处；本发明专利技术大大提高了超分辨成像速度，有利于捕捉到快速移动的目标，或对全视场内占据区域较大的目标迅速成像。

【技术实现步骤摘要】
用于望远大视场超分辨率快速成像装置及其成像方法
本专利技术属于超分辨成像
，具体为一种用于望远大视场超分辨率快速成像的装置及成像方法。
技术介绍
空间碎片是伴随人类航天发射活动而产生的太空垃圾，在地球轨道内(高度约200～36000km)大量分布，给航天器的正常运行和宇航员的人身安全造成障碍，迫切需要对其开展观测、编目、跟踪、定轨等一系列科学研究，而探测成像是以上研究的基础。由于碎片大小多为厘米级(1-10cm之间有50万个、小于1cm的约3千万个)，且飞行速度很快(7-10km/s)，需要高超分辨率快速成像手段。由于光的衍射现象，望远成像系统的角分辨率受限于光学口径D和相应光波波长λ，满足瑞利判据1.22λ/D，该数值同时也是望远成像系统点扩散函数(PSF，pointspreadfunction)的主瓣角半径。可见在成像波长一定的情况下，增强望远镜分辨能力的主要手段在于增加其光学尺寸，而随着该尺寸的增大，系统加工、镀膜、装配的难度也将大幅度地提高，从而以目前的制造能力，系统光学口径具有无法突破的上限。因此，如何在受限的光学口径下实现超衍射分辨率、准实时成像的空间碎片望远探测成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于望远大视场超分辨率快速成像的装置，其特征是，该装置依次同轴设置大口径望远物镜(1)、二维视场光阑(2)、中继镜组(3)、光瞳滤波器(4)和CCD探测器(5)，大口径望远物镜(1)和中继镜组(3)组成望远成像系统；大口径望远物镜(1)的后焦面为望远成像系统的一次像面，二维视场光阑(2)放置在大口径望远物镜(1)的后焦面处，用于选择单次成像的入射光线角度；光瞳滤波器(4)位于望远成像系统的后端出瞳面位置，其有效口径位置和尺寸与出瞳面重合；CCD探测器(5)位于望远成像系统的后焦面处。

【技术特征摘要】
1.用于望远大视场超分辨率快速成像的装置，其特征是，该装置依次同轴设置大口径望远物镜(1)、二维视场光阑(2)、中继镜组(3)、光瞳滤波器(4)和CCD探测器(5)，大口径望远物镜(1)和中继镜组(3)组成望远成像系统；大口径望远物镜(1)的后焦面为望远成像系统的一次像面，二维视场光阑(2)放置在大口径望远物镜(1)的后焦面处，用于选择单次成像的入射光线角度；光瞳滤波器(4)位于望远成像系统的后端出瞳面位置，其有效口径位置和尺寸与出瞳面重合；CCD探测器(5)位于望远成像系统的后焦面处。2.根据权利要求1所述的所述用于望远大视场超分辨率快速成像的装置，其特征在于，所述的光瞳滤波器(4)按照以下步骤设计而成：第一步，所述光瞳滤波器(4)为位相型波前调制片，其整个工作区域对成像波长的入射光能量透过率相同，其工作区域为一系列同心圆环，相邻两个环带位相不同，使入射光经过不同区域产生不同的相移；光线经过相邻环带调制后的波前存在pπ的位相差，其中p为一个实数，0<p≤1；第二步，根据望远成像系统的成像波长λ、口径D和焦距f，利用瑞利判据计算获得该系统衍射极限的主瓣宽度DA＝2.44λf/D；设定光瞳滤波器(4)的环带数n，最小超分辨倍率GM，最小局部视场lM，最大外扩视场起始半径LM参数；第三步，根据所设定的环带数目n，确定光瞳滤波器(4)的各环带归一化半径为r1，r2…rn-1，其中0<r1<…<rn-1<1；各环带宽度相等，且p＝1，作为下一步全局优化算法的初始解；第四步，利用全局优化方法确定光瞳滤波器参数：：目标函数：max(G)；优化变量：p,r1,r2..rn；约束条件：l≥lM，L≤LM，0<p≤1，0<r1<r2..<rn-1<1；其中，超分辨倍率G可通过查找每种情形的点扩散函数光强分布数据获得；采用全局优化算法得到最优超分辨倍率Gz，并获得对应的最终局部视场lz...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超，刘壮，史浩东，江伦，付强，李英超，姜会林，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22