一、圆环形出射光瞳的衍射受限系统光学传递函数的推导和分析（论文文献综述）
姜凤义[1]（2021）在《面向拼接镜共相误差检测的差分光学传递函数去卷积研究》文中提出增大望远镜口径是提高望远镜集光能力与角分辨率最直接的手段,但随着口径的增大,传统单体式望远镜在主镜加工、结构支撑以及运输发射等方面面临很大挑战。采用拼接式主镜结构为解决这些问题的有效途径,并已成为大口径天文望远镜的发展趋势。然而,拼接式主镜结构却大大提高了系统在装调、维护等方面的难度。有研究指出,为使拼接式主镜望远镜达到等同口径单体式主镜相同的成像质量,需保证子镜间纳米级的相对位置精度。高精度的共相误差检测技术是对望远镜各子镜实施主动校正、保障望远镜成像质量的前提与关键。差分光学传递函数（dOTF）是一种基于焦面图像信息的解析镜面波前检测方法,其计算简单,可以一次测出整个光瞳的面形误差,尤其适用于大口径拼接式空间望远镜的子镜间共相误差检测,能够避免传统共相误差检测方法由于被测子镜个数多而可能导致的检测效率低、可靠性差等问题。然而,当前dOTF检测方法存在光瞳修改区域卷积模糊效应导致的拼接镜共相误差检测精度低的原理性问题。本文针对该问题进行深入探索,围绕提高dOTF在拼接镜共相误差检测中的精度与实用性展开研究,主要研究工作如下:针对dOTF固有修改区域卷积模糊效应对拼接镜共相误差检测的影响,本文提出了一种单次dOTF迭代去卷积方法,其根据遮拦某块边缘子镜引入光瞳修改的先验知识,通过检测结果对光瞳修改量进行重复的迭代估计,进而在频域实现精度逐渐提高的迭代去卷积。并且根据图像噪声大小加入合适的抑噪因子,抑制去卷积时零频信号附近噪声放大的影响。算法能在几次迭代内得到较好的结果,一定程度上提高了dOTF对拼接镜共相误差的检测精度。针对上述单次dOTF迭代去卷积方法在迭代精度方面的限制,本文提出了一种两次dOTF交叉迭代去卷积方法,其使用光瞳修改位置各异的两个dOTF,通过交叉迭代估计的方式分别估计另一个dOTF所需且受卷积影响较小的光瞳修改量,进而使用对应的光瞳修改量实现去卷积。在此基础上分析了系统存在整体性连续像差时的共相误差检测能力。相比于单次dOTF迭代去卷积方法,改进的算法提高了检测精度以及检测的可靠性。针对所提出的去卷积方法仅适用于遮拦引入光瞳修改的限制,推导了任意光瞳修改方式（遮拦、倾斜及轴向平移边缘子镜）的去卷积一般形式,揭示了光瞳修改量与修改区域原始光瞳之间的对应关系,分别仿真验证了轴向平移边缘子镜以及倾斜边缘子镜引入光瞳修改的dOTF去卷积,并且分析了光瞳修改量大小与检测精度之间的关系。另外,针对光学传递函数（OTF）相邻数据异号导致反正切函数求解相位时检测范围只有[-0.5π,0.5π]的限制,通过相位解缠算法提高dOTF检测范围至[-π,π],并且只考虑子镜倾斜误差时,使用相位解缠算法将dOTF对子镜倾斜误差的检测范围至少提高至5个波长。最后设计了具体可行的实验方案,在分析了可能影响实验结果的因素后,通过圆形单透镜分别验证了基于遮拦引入光瞳修改的dOTF与两种去卷积算法的可行性与有效性。
张坤[2]（2021）在《高精度大视场空间目标测量光学系统研究》文中研究指明随着航天技术的快速发展,太空中的航天器、空间碎片等空间目标的数量呈指数增长,这极大地增加了空间目标之间的碰撞概率。因此,对广域内的空间目标进行精密测量,以规避空间目标之间的碰撞,是如今亟待解决的问题之一。然而,传统的空间相机难以满足高精度大视场的测量需求,利用超广角低精度空间相机和小视场高精度测量相机相互组合的工作方式,能够较好的解决这一难题。因此,本文主要对小视场高精度测量相机的测量精度和超广角低精度测角光学系统设计中的关键技术进行研究。本论文主要的研究内容如下:（1）降低光学系统的公差灵敏度和提高测角光学系统焦距的热稳定性研究。首先,为了降低光学遥感相机的加工和装调难度,本文对光学系统的公差灵敏度进行了研究,提出通过控制光学系统中各光学元件表面曲率（取绝对值）大小的方法,来合理分配各光学元件的光焦度,实现光学系统小像差互补,从而降低各加工装调公差的灵敏度。然后,为了降低温度对光学系统测角精度的影响,本文对测角光学系统焦距的热稳定性进行了研究,提出通过利用不同材料的正负透镜和机械结构材料相互匹配的方法,来提高光学系统焦距的热稳定性。最后,本文利用以上提出的两种方法进行了光学系统设计,设计实例和分析结果表明,本文提出的设计方法所达到的效果非常显着。（2）利用二维达曼光栅高效标定测角光学遥感相机的方法研究。首先,本文对二维达曼光栅的设计原理和衍射特性进行了分析,并结合待标定相机的参数,设计和加工出了衍射光束为23×23的二维达曼光栅。然后,利用加工的二维达曼光栅搭建了测角光学遥感相机的高效标定光路,并对实验数据进行采集和处理,分析结果表明,测角光学遥感相机标定后的单星测角精度优于6"。最后,为了验证标定后相机测角精度的准确性,对测角光学遥感相机进行了外场观星实验,外场观星表明,标定后相机的测角精度优于4"的概率大于90%（多星的联合解算精度）,从而验证了本文提出的高效标定方法的可行性。（3）超广角和小盲区全景环带测角光学系统的设计方法研究。首先,对传统的折反式全景环带系统的成像原理进行了理论分析,基于传统的折反式全景环带系统的成像原理,提出利用反射式全景环带头部单元代替传统的折反式全景环带头部单元的方法,来减小光学系统的中心盲区。然后,对反射式全景环带头部单元的初始结构计算方法进行了数学建模,并提出利用光阑慧差来提高光学系统全视场的相对照度。最后,利用本文提出的设计方法,设计了一款焦距为-2.0mm,F数为4,视场角为（22°～120°）×360°的超广角全景环带系统。设计结果表明:该光学系统的盲区率小于3.67%,畸变小于4%,且具有相对照度好、成像质量高和结构紧凑的优点。从而验证了本文提出的设计方法的有效性。
李志新[3]（2020）在《基于相位信息的远场高分辨率光学成像技术研究》文中指出提升光学成像系统的空间分辨率、恢复图像的细节信息,一直是先进光学遥感与高性能成像领域的研究热点。传统光学系统的衍射极限是制约远距离成像系统空间分辨率提升的核心因素。叠层成像方法作为一种新型的相位成像技术,在显微成像领域展现出了巨大的优势,可以实现5倍以上的空间分辨率提升效果;并且其提升空间分辨率的思想与合成孔径技术相似,是一种很有希望应用于远场的基于相位信息的新型高分辨率光学成像技术手段。叠层方法不需要相位信息的直接测量,也无需各个子孔径之间严格共相,而是从采集的强度图像中恢复出目标相位信息,实现频谱面拼接扩展,从而提升成像系统的空间分辨率。目前关于叠层方法在远场中应用的研究甚少,国内几乎空白。本课题围绕着叠层成像方法在远场中的应用展开,主要研究工作总结如下:1.讨论了相位复原技术中的解模糊现象,采用叠层方法可以有效地抑制该现象。推导了远场扫描式傅里叶叠层合成孔径系统的物理模型,并分析了该光学成像系统的振幅点扩散函数、相干传递函数、信噪比等关键性能参数,给出了重建图像的主要评价指标。研究了影响远场傅里叶叠层成像系统相位的关键因素,为复原算法设计及实验提供理论基础。2.针对远场扫描式傅里叶叠层成像系统的视场变化与噪声污染问题,提出了一种综合数据预处理方法。首先,基于变换域的序列图像配准方法实现了明暗场相邻测量图像间的高精度亚像素配准。其次,采用全局降噪和基于伽马变换的散斑噪声抑制方法,有效抑制了包括了高斯噪声、泊松噪声以及散斑噪声在内的混合噪声对重建过程的干扰。仿真结果表明:重建图像峰值信噪比（Peak Signal to Noise Ratio,PSNR）的提升量达到了4.42d B,证明了该综合数据预处理方法的有效性。3.提出了一种新型的傅里叶叠层图像重建算法框架RAFP-RED,能够大幅提升重建图像质量。选取适用于泊松噪声模型的代价函数,采用特殊初始化方法,并对梯度下降方向逐次修订,使得估计值以较高的概率指向真实值,最后加入RED正则项对复原过程中的噪声进一步滤除。仿真结果表明RAFP-RED算法具有最强的噪声鲁棒性与重建性能。特别是在混合噪声污染时,相较于传统的AP算法,RAFP-RED算法将PSNR的提升量达到了8.47d B,结构相似性（Structural Similarity Index,SSIM）的提升量达到了0.36,同时具有较好的视觉保真度。4.构建了远场扫描式傅里叶叠层成像系统的透射式、反射式实验室平台,在分析该成像系统的主要系统误差并对其进行算法矫正的基础上,成功验证了RAFP-RED算法的空间分辨率提升性能。在透射式平台上实现了1.6m成像距离下4倍的空间分辨率提升效果;在反射式平台上实现了1.75m成像距离下3.2倍的空间分辨率提升效果,实现了机理研究与实验研究的闭环。5.针对扫描式傅里叶叠层成像系统在远场应用时光场相干性被破坏和散斑噪声污染等问题,提出了一种基于远场空域叠层测量的图像相关技术,将空域叠层方法与传统图像相关技术结合,有效提升了复原图像质量。仿真结果表明,与传统图像相关技术相比,该方法在大大降低重建所需数据量（对于每个扫描位置,所需测量的数据量仅为传统方法的1/6）的条件下,具备空间分辨率提升4倍的潜力,具有潜在的应用价值。
潘安[4]（2020）在《高分辨率大视场快速傅里叶叠层显微成像方法研究》文中研究表明傅里叶叠层显微成像术（Fourier ptychographic microscopy,FPM）是新一代计算成像技术和定量相位成像技术。兼具了相位恢复和相干合成孔径的思想,它可以解决传统显微成像中分辨率与视场相互制约的问题,无需机械扫描能获得十亿像素级图像,近年来已被成功应用于数字病理学等领域。本论文系统地介绍了FPM显微成像技术在光学显微成像技术发展历程上的重要地位,介绍了FPM的基本理论和发展方向,针对目前尚存的系统误差、分辨率极限不明确、图像采集效率低等若干关键问题提出解决方案,提高了测量精度、成像分辨率和成像效率,实现了毫米级成像视场、亚波长量级成像分辨率和单次曝光的时间反演成像。论文主要工作和创新点如下:1.搭建了一套基于平板R/G/B LED阵列照明的FPM成像系统,验证了FPM技术的诸多功能如高分辨率、大视场、像差恢复、景深延拓、定量相位成像等。解决了LED强度不均匀问题,提出了一系列的数据预处理方法,能够有效地抑制噪声并消除杂散光的影响。针对实际中多种误差的混合,提出了无需先验信息的混合系统误差矫正算法（SC-FPM）,显着提升了原始FPM重建算法对系统误差的鲁棒性,研究了渐晕效应的影响并提出了对应的两个解决策略。最终总结出了一套完整的无伪影的FPM成像方法。2.在高分辨率FPM成像方面,搭建了基于半球形数字聚光镜实现亚波长分辨率的FPM成像系统（SRFPM）。该技术最终实现了基于4×/0.1NA物镜合成至1.05NA,视场14.6 mm2,使用465 nm光波实现分辨率达到244 nm,景深0.3 mm,对应空间带宽积（Space-bandwidth product,SBP）为24500万像素。该平台具有亚波长分辨率、大视场、高能量利用率等诸多优势,相比于传统基于4×/0.1NA物镜的明场成像,SRFPM扩宽了65倍的SBP。与基于平板LED照明的传统FPM相比,SBP也从原先9700万像素提升至2亿4500万像素,提升到约2.5倍。与基于40×/0.6NA物镜科勒照明下的非相干成像相比,SRFPM同时恢复出了强度和相位图像,SBP提升了245倍。3.在快速FPM成像方面,提出了基于离焦图像快速FPM成像方法（s FPM）,可以实现动态的时间反演成像。针对稀疏样品只需采集单幅环形光照明的离焦图像,针对稠密样品也只需要采集两幅非对称的环形光照明图像,通过双相机共光路的方式仍可以实现两倍分辨率的单次曝光实时成像。尽管该工作牺牲了暗场图像的采集,分辨率只提升两倍,但是由于采用20×/0.4NA物镜,有效NA仍然有0.8,可以满足大多数生物应用需求。4.在具体应用方面,参与搭建了基于并行FPM的96通道高通量生物细胞培养成像系统（96Eyes）。该系统主要存在三个方面的工程和技术难点:如何实现低成本的物镜设计、不同培养板的离焦程度和同一培养板不同通道的离焦问题以及由半月形培养液引起的失真、场曲和波矢失配问题。详细分析和阐述了失真、场曲和波矢失配问题及解决方法,提出了自适应波矢校正算法（AWC-FPM算法）,该算法能够自适应地校正波矢失配问题,解决了低冗余信息下剧烈像差的稳定恢复和栅格噪声问题,配合数字重聚焦校正场曲实现了无伪影的高成像质量,未来该系统具有广阔的市场前景。
刘秋兰[5]（2020）在《基于照明调控的移频超分辨光学显微方法研究》文中研究说明作为一种成像仪器,光学显微镜由于其分辨率高、成像速度快、样品无损、操作方便以及可实现特异性成像等优点,在材料、生物与医学成像中具有广泛的应用。然而由于受到光学衍射极限的影响,在可见光波段内,其横向与轴向分辨率被限制于200 nm和500 nm左右。与此同时,随着材料学与生命科学的发展,对光学显微镜的分辨率提出了更高的要求。在过去的几十年里,科学家致力于光学显微技术分辨率的提升,经过不懈的努力终于开启了通往超分辨的大门。然而,任何一项技术的提出至其完善都有很长的路要走,各种超分辨显微成像技术亦如此。时至今日,为解决各种超分辨显微技术中存在的问题和不足,相关的研究仍在如火如荼的进行之中。本文基于照明调控实现移频,提高光学显微成像系统的分辨率进行了一系列的研究,根据相干与非相干光学显微成像系统的特点,各自提出了相应的突破衍射极限的理论与方法:对于相干成像系统通过引入大横向波矢的表面波照明;而对于非相干成像系统则采用非均匀照明法。全文对两者实现物体频谱的搬移进行了详细的理论分析与实验验证,并通过算法实现了各个频带的拼接与融合从而获得了系统通频带的扩展。此外,在实现二维超分辨成像的基础上,本文还对非相干成像中三维分辨率的提升进行了研究,实现了三维超分辨成像。本文的主要创新点如下:（1）在相干成像中,利用表面波（倏逝波与表面等离子体波）具有大的横向波矢的特点,提出了采用表面波进行照明的方法;结合傅里叶域层叠算法对各个方向获得的频带进行拼接融合,在无需参考光进行干涉的情况下,获得了约λ/3分辨率的非标记样品的超分辨强度与相位分布;同时利用表面等离子体波场增强的特性实现了图像对比度的提升。（2）针对相干成像中存在激光散斑的问题,提出了多角度环形扫描照明的方法,消除了激光散斑对成像质量的影响,获得了成像信噪比的提升。（3）在非相干成像中,利用条纹照明对样品进行非均调制,提出了一种新的条纹照明傅里叶域层叠显微成像方法,该方法通过更新光学传递函数可实现系统的数字像差校正,并具有较好的抗噪鲁棒性;在实现超分辨成像的同时,时间分辨率达0.5 fps,可实现生物样品的活体成像。（4）在非相干成像中,设计了一套基于扫描振镜的双对置物镜架构I5S三维结构照明超分辨显微镜,实现了相对于传统光栅型结构照明系统的成像速度、以及相对于空间光调制器型结构照明系统的光能利用率两者的同时提升;将荧光饱和效应应用于该I5S的三维成像之中,获得了横向和轴向均约为λ/9的三维成像分辨率。
解青坤[6]（2020）在《光学超振荡器件设计及成像应用研究》文中研究指明光学成像技术带动了人类社会的变革,在生物、物理、化学、医学等各学科领域产生了深远影响。衍射现象作为光波的一个基本属性,它限制了光学成像系统的物理分辨率。突破传统衍射极限,发展超分辨成像技术一直是光学领域的热点话题。随着先进光学成像理论的发展,超分辨成像技术在荧光显微、近场扫描成像等领域取得了丰硕成果,但是这些方法无法应用于远场不易操作性目标的观察。近年来,在远场光学成像领域,科研人员提出了一种新型光学超衍射器件——超振荡器件的设计思想和技术,它不依赖倏逝波提取和荧光标记,实现了远场超衍射成像,有效突破了阿贝衍射极限的束缚,在先进光学成像研究领域具有十分重要的科学研究价值。本博士论文主要研究了超振荡器件的设计及其成像应用的具体实现途径,该研究在微纳光刻、医学成像、精密测量、光存储等领域具有重要理论和应用价值。本论文主要研究内容和取得的创新性研究成果具体如下:（1）提出了一种基于二元分离式超振荡器件的远场小视场超衍射成像方法,有效克服了现有超衍射成像系统工作距短、离轴成像畸变大等技术难题。该方法创新之处在于:通过采用分离式超振荡器件设计,实现了小视场范围内的无畸变离轴成像;同时,基于标量角谱理论,建立了超振荡器件的非线性优化模型,有效克服了传统线性优化方法边界条件复杂、寻优不彻底的问题。实验结果表明,在λ=632.8 nm激光照明下,实现了1.5°视场内的无畸变的超衍射聚焦光场,其半高全宽可以达到0.31λ/NA,分辨率较同等数值孔径下的衍射受限系统提高了38%。（2）提出了一种用于无扫描超衍射成像的复合超振荡器件设计。针对现有超衍射成像系统单次成像视场小,焦深短的缺点,首先采用Alex超方向天线设计理论,利用切比雪夫多项式序列构建了理想超衍射波前;其次,通过合理抑制中心区域的透过率分布,构建了复合超振荡器件的优化模型。仿真结果表明,采用复合超振荡器件,在像面处可以产生具有连续超衍射特性的轴向伸长的锥形聚焦斑,旁瓣抑制比较现有超衍射成像系统提升了120%。同时,纵向焦深达到了3.13λ/NA,在成像时具有很大的目标轴向调节冗余,可以广泛应用于大视场实时超分辨成像系统的研究。（3）提出并搭建了一套非相干光无扫描超衍射成像系统。不同于现有超衍射系统的相干扫描成像机制,该系统的创新性及其优势在于:首先,采用离子束刻蚀技术加工了二元振幅/相位型复合超振荡器件,摆脱了现行采用空间光调制器波前调制时对偏振的依赖性;其次,采用非相干照明代替传统相干照明方式,有效抑制了目标不同位置处成像光束的干涉,系统成像噪声得到了大幅度抑制。针对复杂目标开展了成像实验研究,成像结果证明了该系统在无扫描超衍射成像应用中的有效性和实用性,系统成像分辨率达到了0.35λ/NA,较同等数值孔径下的衍射受限系统提高了30%。
张永峰[7]（2020）在《拼接式望远镜共相技术研究》文中研究说明自诞生日起,望远镜就帮助人类在探索宇宙未知方面做出着重大贡献。伴随着人们对深空及暗弱目标探测日益增长的需求,科学团体对大型望远镜的需求便显得愈加迫切。传统大型光学望远镜均采用单一主镜面,然而,受到镜面加工、检测、装载及运输、成本等因素的影响,其发展严重受限,目前最大的单镜面望远镜仅为8m级。自20世纪80年代提出拼接式镜面概念以来,拼接式望远镜便备受天文仪器学家的青睐,且已成为建造下一代大型光学望远镜的潜力选择,截至目前,世界上已有多架拼接式望远镜在稳定地运行。拼接式镜面要想实现与等效大口径镜面相同的成像能力,其各个子镜间的相对共面误差必须得到校正。相较倾斜误差而言,平移误差的测量更为困难。因而,平移误差测量技术便成了拼接式望远镜发展的关键,本文将聚焦于拼接式望远镜共相技术。针对基于含平移误差双孔径的宽带远场的共相技术,开展了如下几个方面的研究工作:首先,基于数理统计理论,首次分析了含平移误差及倾斜误差的拼接波前的均值及方差服从的统计规律,结果表明,仅含平移误差拼接波前的均值服从正态分布,方差服从伽马分布;另外,仅含倾斜误差拼接波前的均值恒为零,方差亦服从伽马分布。同时,计算了共相误差影响下远场质心的统计规律。在已有拼接波前统计特性的基础上,结合Maréchal近似,获得了这两种失调误差下斯特列尔比的系综平均特性,特别是对于倾斜误差,其结果极大地拓展了适用范围,普适性更强。然后,针对拼接式光瞳,将非迭代正交化过程进行推广,以用于计算该类特殊孔径上的正交多项式。以Keck型及GMT型两类拼接光瞳为例,计算了相应的正交多项式。充分考虑到各个子孔径的主动校正能力,开展了由拼接孔径主动运动以补偿全局像差模式的能力的分析,结果表明:拼接孔径的主动刚性运动可完全补偿全局的平移及倾斜像差,该结果对拼接波前的分析提供了理论基础。接着,通过理论及仿真分析,针对宽窄带共相算法开展了研究。对于宽窄带算法中形成各特征远场的特殊孔径——非完整圆孔径,解析计算了其光学传递函数,并在该解析结果的基础上研究了其有限支集特性及次峰位置特性。针对窄带算法中的子镜间隙及掩模圆孔偏心,仿真分析了间隙及偏心下的远场形态变化规律;以无间隙及偏心的理想远场为模板,仿真分析了采用该模板执行窄带共相的可能性,结果表明,当间隙比及偏心比不大于0.3时,可以直接采用理想模板,用于匹配含间隙及偏心时的待测远场。提出了基于主动扫描结合评价函数的宽带共相算法,该算法充分利用子镜的主动驱动能力,在有效驱动范围内计算各个扫描步下远场的评价函数值,对该评价函数序列数据处理便可获得平移误差,无需传统算法中有关模板的相关步骤,操作简单便捷,测量精度高。最后,针对色散条纹传感器开展了相关研究。针对色散条纹对比度较低的问题,提出了一种提升其对比度的方法,结果表明,全量程内对应不同平移误差的色散条纹对比度基本皆可提高至1。针对传统从色散条纹提取平移误差的方法面临的不足,提出了一种基于色散条纹全局平均斜率的粗共相方法,结果表明,该方法能够将平移误差有效地压缩至精共相量程内,且抗噪声能力强。针对传统色散条纹传感器仅适用于点目标场景的不足,基于所提出的粗共相方法,开展了基于扩展目标的色散条纹传感器的探索。针对色散条纹图常面临信噪比低的问题,提出了基于主动扫描结合评价函数的共相传感方法,结果表明,该方法具有极强的噪声鲁棒性。针对传统色散条纹传感器在共相孔径阵列中面临的条纹重叠问题,提出了基于可调谐滤波片的数字式色散条纹传感器,该方案采用软件的形式生成色散条纹,避免使用色散元件阵列,操作简单,实现便捷。以上开展的拼接式望远镜共相技术研究,能够为拼接式镜面技术的进一步发展提供理论及实践指导。
曲洪丰[8]（2020）在《高速高分辨平面流式细胞显微成像技术研究》文中研究指明随着尿液有形成分分析仪器更高检测速度和更多检验项目需求的增加,平面流式细胞显微成像技术向高速和高分辨方向发展。本文研究的平面流式显微成像系统,检测速度由每小时60样本提高到120样本,尿有形成分检验项目由12类增加到25类。检测速度提高,细胞运动速度加快,系统动态传函降低,易出现拖尾模糊现象;检验项目增多,显微成像系统分辨率提高,但景深变小,不能对样本层流厚度内的所有有形成分清晰成像,并且微小的物距变化就可能产生离焦模糊,导致系统温度适应性下降。本文重点研究低成本高功率LED光源高速清晰成像、基于聚焦微粒的等效聚焦、参考图像法温度补偿和双传感器共光路景深扩展等技术,解决高速和高分辨带来的拖尾模糊、不易聚焦、温度离焦和景深不足等问题。本文首先阐述了高速高分辨平面流式细胞显微成像系统组成及原理,完成了显微成像光学系统、照明光学系统和粒子成像室的设计。显微成像光学系统采用无限远光路结构,由物镜和管镜组成,根据被测目标尺寸特征和算法识别要求,进行了物镜选型和管镜光学设计及像质评价,保证了高分辨成像;照明光学系统采用科勒照明光路,进行了集光镜组和聚光镜组的光学设计及仿真,保证了高亮度均匀照明;粒子成像室流体通道采用平直通道壁面、曲面通道壁面和两个侧通道壁面组成的非对称结构,根据光学系统景深、加工工艺水平和质量守恒定律等计算得出了粒子成像室的流体通道尺寸;通过分析和仿真,曲面通道壁面形状选择了加速度曲线曲率变化小的圆弧形曲面,使样本加速过程更加平缓,保证有形成分稳定地流过粒子成像室的成像区。建立了高速高分辨平面流式细胞显微成像系统的动态传函模型,依据物像关系及在奈奎斯特频率下系统动态传函必须大于0.9等条件,推导出系统曝光时间必须≤1.15μs才能满足高速运动细胞清晰成像要求。分析了低成本高功率LED响应速度慢,以及LED光源常亮和频闪两种曝光方式不能满足短曝光要求的原因。提出了一种短曝光控制方法,利用LED发光脉冲上升沿和相机曝光脉冲下降沿间隔决定曝光时间的方式实现了1μs短曝光,使系统在90.9lp/mm处动态传函达到0.93,提高了动态成像清晰度,实现了低成本高功率LED光源高速清晰成像,解决了低成本高功率LED不能实现短曝光的难点问题。基于聚焦微粒的等效聚焦方法,采用聚焦液中聚焦微粒的清晰位置等效样本清晰位置,每天仅需聚焦一次,不需要对尿液有形成分图像清晰度进行实时计算,解决了无法利用高速尿液样本序列图像进行自动聚焦的难点问题。采用图像分割算法提取每帧图像中的聚焦微粒小图片,仅对聚焦微粒小图片进行聚焦程度评价,降低背景信息的影响以提高聚焦评价灵敏度。在搜索行程中的每个位置拍摄10张照片,将该位置多个聚焦微粒小图片聚焦评价值的中位值作为最终的聚焦评价值,降低了不同位置聚焦微粒形态和数量差异的影响,提高了聚焦判断的准确度和重复性。将小波变换后高频系数与低频系数的比值作为聚焦评价函数,因聚焦微粒边缘形态易受运动方向液体扰动影响,故通过仅提取小波水平分量的方法消除垂直分量干扰,提升了基于小波变换的聚焦评价曲线的单调性和斜率,实现了聚焦评价函数性能的优化。提出了低成本且易实现的参考图像法温度补偿技术,解决了显微成像系统景深小导致的温度离焦问题。首先在光学系统设计上,保证了成像系统在温度变化时除物距外,成像质量、焦距和像面位置均满足设计要求。然后,从材料热胀冷缩引起物距变化和层流液体折射率随温度改变导致光程变化两个方面,估算了温度变化对物距的影响。采用机械被动式方法进行初步温度补偿,减小温度变化时的离焦量。最后采用参考图像法精确补偿物距变化,仅需在粒子成像室上附上一个用于自动聚焦的参考图片,并将该参考图片与聚集微粒的两个最清晰位置之间距离做为标定长度,当系统探测到温度变化时,利用对焦深度法自动聚焦重新找到参考图像的最清晰位置,电机移动标定长度到聚焦位置,从而实现了平面流式细胞显微成像系统的温度补偿。被测样本层流厚度为3μm,而系统景深仅为1.85μm,景深不能覆盖样本层流厚度内的所有成像目标。本文提出了双传感器共光路景深扩展技术,实现景深扩展的同时可保证实时成像,采用双传感器在两个像面位置采集不同景深的图像,再将两个景深图像融合为大景深的图像。具体实现方式是在管镜光路后端加入分光棱镜,分光后光束分别采用不同传感器接收,调整传感器到分光棱镜的距离即调整像距,使两个传感器同时接收到略有交叠的双景深图像。设计了基于图像多尺度分解和视觉显着度检测的双景深图像融合算法,很好地将景深不同的两幅图像融合成一幅多个目标都清晰的图像,实现了大景深图像重建。该方法使景深扩大到3.30μm,实现了整个层流厚度内有形成分全部清晰成像,解决了高分辨导致的景深不足问题。本文完成了平面流式细胞显微成像系统向高速高分辨方向发展所需要的短曝光、自动聚焦、温度补偿和景深扩展等关键技术研究,为高速高分辨平面流式细胞显微成像系统产品化提供了技术支撑,为未来向更高速度更高分辨率发展提供了研究方向和方法,具有重要的理论研究价值与实际应用意义。
褚红军[9]（2020）在《被动毫米波成像平面宽角超表面透镜研究与设计》文中提出被动毫米波焦平面阵列（Passive millimeter-wave focal plane array,PMMW-FPA）成像技术广泛应用于安全检查、无损检测、生物医学诊断、遥感探测等领域,目前正朝着大视场、高分辨率、实时成像以及成像设备的小型化、低成本化方向快速发展与革新。宽角视场、衍射极限聚焦、结构紧凑的宽带聚焦部件是实现上述PMMW-FPA成像系统发展与革新的关键因素。传统的介质透镜具有特定的表面拓扑结构,体积大、重量重且加工与装配复杂。此外,受赛德尔像差（球面像差、彗形像差、像散性、佩兹伐像场弯曲及像场失真）的影响,介质透镜的角视场相对较窄、聚焦性能一般。与传统的介质透镜相比,超表面透镜可以在亚波长尺度上灵活地操控电磁波的幅值、相位与极化方式,为被动毫米波成像技术及其大规模应用提供了新的技术途径。然而,超表面透镜的角视场和电磁聚焦性能也同样受限于赛德尔像差。球面或组合超表面透镜可以有效抑制赛德尔像差,改善其宽角聚焦性能,但是存在剖面尺寸大、加工装配与系统集成难度大等问题;超薄的平面超表面透镜易于加工与集成,但其角视场相对较窄,聚焦性能较差,且聚焦效率较低。本文在详细分析现有宽角超表面透镜在具体实现形式、聚焦性能、设计方法与分析方法等方面的基础上,以PMMW-FPA成像技术为应用背景,以平面宽角超表面透镜为研究对象,采用理论分析、数值计算与实验验证相结合的方式,针对如何在保持超表面透镜亚波长平面结构配置的前提下,抑制其赛德尔像差、改善其聚焦性能、扩展其角视场以及如何准确而又高效地创建所需要的超表面透镜问题展开研究。本文的主要研究内容如下:首先,为了验证几何光学法和赫姆霍兹-基尔霍夫衍射积分理论在设计与分析工作于准光学低频段的近场聚焦超表面透镜时存在计算误差问题,本文采用几何光学法设计了一款基于Ka波段角锥喇叭天线的超表面透镜,并采用全波仿真、赫姆霍兹-基尔霍夫衍射积分与实验测试的方式对比分析了其聚焦性能。在此基础上,本文搭建了一个单通道被动毫米波成像系统,通过空间分辨率测试与目标物成像实验进一步验证超表面透镜的聚焦性能及其在被动毫米波成像中的适用性。其次,为了提高超表面透镜设计及其衍射场分析的精度与效率,本文探究了超表面的亚波长结构单元与目标场波前上每一点子波前的散射机理,进而基于等效偶极子辐射模型对超表面和目标场进行数学建模,并构建了偶极子辐射子波叠加法,同时推导出其有效计算域。为了验证所提出的方法在超表面透镜设计与分析方面的有效性和准确性,本文采用全波仿真与数值计算方法（惠更斯原理、惠更斯-菲涅尔原理及所提出的方法）对几种典型的超表面设计与分析数值实验进行了对比验证分析。再次,为了抑制超表面透镜的赛德尔像差,改善其聚焦性能,扩展其角视场,本文从电磁波的传播理论入手探究了超表面透镜在宽角视场内产生电磁性能一致的焦斑阵列的内在机理,进而提出了一种高效率平面宽角超表面透镜优化设计方法——输入角-输出角配对法,并对其优化设计原理进行了理论分析与数学建模。紧接着,本文构造了一种结构紧凑、电磁性能优越的正六边形槽缝结构单元,设计了一款双线极化圆锥波纹喇叭馈源天线。然后,本文采用输入角-输出角配对法优化设计了一款高效率、衍射极限聚焦、宽角视场、宽带平面超表面透镜,并采用数值计算与实验测试的方式对比分析了超表面透镜的单频点（35 GHz）与宽带（33 GHz-37 GHz）聚焦性能。最后,为了进一步扩大平面超表面透镜的角视场,同时进一步提高其焦斑阵列一致性,在深入探讨消像差组合透镜和衍射孔径的夫琅禾费衍射图样的基础上,本文提出了一种高度一致聚焦平面宽角超表面透镜优化设计方法——虚拟衍射孔径法,并对其优化设计原理进行了理论分析与数学建模。在此基础上,本文采用虚拟衍射孔径法优化设计了一款宽角视场、高度一致聚焦的宽带平面超表面透镜,并采用数值计算与实验测试的方式对比分析了超表面透镜的单频点（35 GHz）与宽带（33 GHz-37 GHz）聚焦性能。本文以抑制超表面透镜的赛德尔像差并改善其聚焦性能,创建平面宽角超表面透镜为出发点,构建了准确而又高效的超表面透镜设计及其衍射场分析数值计算方法,提出了两种平面宽角超表面透镜优化设计方法,并对这些方法及其所设计的超表面透镜进行了数值分析与实验验证。本文的研究为平面宽角超表面透镜优化设计及其快速成型提供了理论支撑与新的设计思路,将有助于推进PMMW-FPA成像系统的发展与革新进程。
杨力[10]（2020）在《轴锥镜贝塞尔光束与局域空心光束的研究》文中提出自1954年轴锥镜这一新型光学元件诞生以来,围绕着该光学元件的研究未曾间断过。在半个多世纪的时间里,科研人员先后通过轴锥镜获得了零阶贝塞尔光束、高阶贝塞尔光束以及局域空心光束,这几种新型光束又因为拥有独特的光学性质逐渐得到广泛的认识并被应用于诸多领域之中。例如人们将贝塞尔光束应用于激光加工、激光准直等等,而将局域空心光束应用于显微超分辨、光学捕获等领域。虽然科研人员对轴锥镜进行了深入的研究,但仍有许多方面值得探讨,例如用于暗场显微以及扫面全息等等。本论文主要对轴锥镜产生的贝塞尔光束以及局域空心光束进行研究,论文主要内容包括以下几方面:一、介绍了光学系统的极限分辨率。简要概述了几种突破极限分辨率的超分辨光学显微的方法,同时也尝试探讨了明场显微与暗场显微的成像性质与特点,并对明场与暗场的成像差异进行了对比,能看出暗场显微技术在分辨率与对比度方面相较于明场有一定的提高。二、综述了传统光镊的原理,将光镊系统与暗场显微系统相结合进行分析,旨在实现分辨率的提高。平行光束通过轴锥镜产生局域空心光束,经由透镜变换为合适的大小,进入暗场聚光镜后经压缩汇聚形成环形光镊,可把培养皿中的微粒捕获在环形光附近,被捕获微粒的散射光为我们提供了环形光的轮廓,实现在暗场显微成像下环形光的可视化。调整被观察微粒与暗场聚光镜之间的距离,可改变环形光的大小及光强分布。当环形光大小与单个微粒尺寸相接近时,微粒在光强梯度最大处被稳定住,同时显微成像的对比度也得到提升,分辨率达超越衍射极限。三、提出了一种在光学扫描全息（optical scanning holography,OSH）系统中实现高频信息有效提取的改进方案。使用拉盖尔-高斯（Laguerre-Gaussian,LG）光束-轴锥镜代替其中一个光瞳。相较于使用环形光瞳的边缘提取结果,该方案在抗噪声能力以及成像质量上均有提高,减少噪声干扰的同时,改进了暗场照明效果,更利于有用信息的提取和观察,同时还能实现特定方向的边缘提取。
二、圆环形出射光瞳的衍射受限系统光学传递函数的推导和分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、圆环形出射光瞳的衍射受限系统光学传递函数的推导和分析（论文提纲范文）
（1）面向拼接镜共相误差检测的差分光学传递函数去卷积研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 大口径天文望远镜中的主动光学技术 |
| 1.1.1 大口径天文望远镜简介 |
| 1.1.2 主动光学原理与关键技术 |
| 1.2 拼接镜共相误差检测技术概述 |
| 1.2.1 常用拼接镜共相误差检测技术介绍 |
| 1.2.2 差分光学传递函数 |
| 1.2.3 差分光学传递函数的优势 |
| 1.3 本文研究目的与意义 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第2章 差分光学传递函数基本原理 |
| 2.1 光学系统成像基本原理 |
| 2.2 Zernike多项式简介 |
| 2.3 差分光学传递函数基本原理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于单次差分光学传递函数的拼接镜共相误差检测研究 |
| 3.1 光瞳修改方式对差分光学传递函数检测结果的影响 |
| 3.1.1 遮拦镜面引入光瞳修改对检测结果的影响 |
| 3.1.2 相位更改引入光瞳修改对检测结果的影响 |
| 3.1.3 引入光瞳修改的位置对检测结果的影响 |
| 3.2 拼接型主镜模型的建立与共相问题 |
| 3.3 基于单次差分光学传递函数的迭代去卷积方法研究 |
| 3.3.1 差分光学传递函数在共相误差检测中去卷积的必要性 |
| 3.3.2 差分光学传递函数去卷积的前提条件 |
| 3.3.3 单次差分光学传递函数实现迭代去卷积 |
| 3.4 存在噪声情况下的迭代去卷积理论 |
| 3.4.1 常见去噪方法概括 |
| 3.4.2 维纳滤波器在差分光学传递函数去卷积中的应用 |
| 3.5 噪声条件下的迭代去卷积仿真结果与分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于两次差分光学传递函数的拼接镜共相误差检测研究 |
| 4.1 单次差分光学传递函数迭代去卷积的局限性 |
| 4.1.1 光瞳修改量估计不准对迭代去卷积的影响 |
| 4.1.2 对差分光学传递函数引入光瞳修改方式的限制 |
| 4.2 基于两次差分光学传递函数的去卷积方法研究 |
| 4.2.1 基于两次差分光学传递函数的交叉迭代去卷积策略 |
| 4.2.2 噪声条件下仿真实验结果与分析 |
| 4.3 系统存在连续像差时的共相误差检测研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于扩展差分光学传递函数的拼接镜共相误差检测研究 |
| 5.1 任意方式引入光瞳修改的交叉迭代去卷积策略 |
| 5.1.1 任意方式引入光瞳修改的去卷积理论基础 |
| 5.1.2 轴向平移边缘子镜引入光瞳修改的交叉迭代去卷积 |
| 5.1.3 倾斜边缘子镜引入光瞳修改的交叉迭代去卷积 |
| 5.1.4 子镜轴向平移和倾斜同时引入光瞳修改的交叉迭代去卷积 |
| 5.2 差分光学传递函数相位缠绕问题研究 |
| 5.2.1 差分光学传递函数相位缠绕问题 |
| 5.2.2 差分光学传递函数相位解缠结果与分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 基于差分光学传递函数的单镜波前检测实验 |
| 6.1 差分光学传递函数波前检测实验方案 |
| 6.2 仿真分析影响实验结果的因素 |
| 6.3 实验结果与分析 |
| 6.3.1 差分光学传递函数波前检测实验 |
| 6.3.2 差分光学传递函数迭代去卷积实验 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文的主要工作总结及创新点 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）高精度大视场空间目标测量光学系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1 章 绪论 |
| 1.1 空间目标测角相机的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外天基空间目标感知光学遥感卫星的发展现状 |
| 1.2.1 美国天基空间目标感知系统的发展现状 |
| 1.2.2 其他各国天基空间目标感知系统的发展现状 |
| 1.3 全景成像技术的发展现状 |
| 1.4 测角光学遥感相机关键技术的研究现状 |
| 1.4.1 降低光学系统公差灵敏度的研究现状 |
| 1.4.2 光学系统焦距热稳定性的研究现状 |
| 1.4.3 光学遥感相机标定方法的研究现状 |
| 1.5 论文的主要研究内容和结构安排 |
| 第2 章 焦距热稳定的低公差灵敏度光学系统设计方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 公差与初级像差关系的理论研究 |
| 2.2.1 本征变化 |
| 2.2.2 衍生变化 |
| 2.3 降低公差灵敏度的方法 |
| 2.4 降低公差灵敏度的光学系统设计实例 |
| 2.4.1 光学系统参数选择 |
| 2.4.2 光学系统设计 |
| 2.4.3 像质评价 |
| 2.4.4 公差分析 |
| 2.5 焦距变化对光学系统测角精度的影响 |
| 2.5.1 非远心光学系统的焦距变化对测角精度的影响 |
| 2.5.2 像方远心光学系统的焦距变化对测角精度的影响 |
| 2.6 温度对光学系统结构参数影响的理论研究 |
| 2.6.1 温度对光学元件折射率的影响 |
| 2.6.2 温度对光学元件面型的影响 |
| 2.6.3 温度对光学元件间隔的影响 |
| 2.7 基于无热化设计的光学系统焦距的热稳定性理论研究 |
| 2.7.1 光学被动式无热化设计理论 |
| 2.7.2 基于光学被动式无热化设计的焦距热稳定性理论研究 |
| 2.8 焦距热稳定的低公差灵敏度光学系统设计实例 |
| 2.8.1 光学系统的参数选择方法 |
| 2.8.2 光学系统设计及像质评价 |
| 2.8.3 焦距的热稳定性分析 |
| 2.8.4 公差分析 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3 章 基于二维达曼光栅的测角相机高效标定研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 测角光学遥感相机的工作原理 |
| 3.2.1 空间目标的定轨原理 |
| 3.2.2 光学遥感相机的姿态测量原理 |
| 3.3 光学遥感相机的传统标定方法 |
| 3.3.1 相机内参数误差对系统测量精度的影响 |
| 3.3.2 相机的传统标定方法 |
| 3.4 达曼光栅的理论基础 |
| 3.4.1 二维达曼光栅设计 |
| 3.4.2 达曼光栅的衍射特性 |
| 3.5 二维达曼光栅的衍射角度误差分析 |
| 3.5.1 衍射光的理想成像位置分析 |
| 3.5.2 光栅周期误差对衍射角度的影响 |
| 3.5.3 垂直度误差对衍射角度的影响 |
| 3.5.4 入射角误差对衍射角度的影响 |
| 3.6 基于二维达曼光栅的光学遥感相机的高效标定方法 |
| 3.6.1 焦距和主点的标定方法 |
| 3.6.2 畸变的标定方法 |
| 3.7 高效标定实验及结果分析 |
| 3.7.1 高效标定实验 |
| 3.7.2 实验数据处理与分析 |
| 3.8 外场观星实验验证 |
| 3.9 本章小结 |
| 第4 章 超广角小盲区全景环带测角光学系统的设计方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 全景成像系统的测角误差分析 |
| 4.2.1 全景成像系统的物像投影关系 |
| 4.2.2 畸变与测角误差的关系 |
| 4.3 折反式全景环带成像系统的基础理论 |
| 4.3.1 折反式全景环带成像系统的物像关系 |
| 4.3.2 折反式全景环带系统的成像原理 |
| 4.3.3 折反式全景环带系统的像差校正 |
| 4.4 超广角小盲区全景环带光学系统的设计原理 |
| 4.4.1 结构选型 |
| 4.4.2 初始结构计算方法 |
| 4.5 超广角小盲区全景环带测角光学系统设计 |
| 4.5.1 光学系统设计指标 |
| 4.5.2 PAL头部单元设计 |
| 4.5.3 中继透镜组匹配 |
| 4.5.4 相对照度优化 |
| 4.5.5 像质评价 |
| 4.5.6 公差分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5 章 总结与展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 论文创新点 |
| 5.3 论文展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）基于相位信息的远场高分辨率光学成像技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 提升空间分辨率的技术手段 |
| 1.2.1 图像超分辨率重建技术 |
| 1.2.2 合成孔径技术 |
| 1.2.3 合成孔径激光雷达技术 |
| 1.2.4 基于稀疏限制的鬼成像雷达技术 |
| 1.3 相位成像技术国内外研究现状 |
| 1.3.1 相位成像技术 |
| 1.3.2 近场叠层成像技术国内外研究现状 |
| 1.3.3 远场叠层成像技术国内外研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容及论文章节安排 |
| 1.4.1 本文主要研究内容 |
| 1.4.2 论文章节安排 |
| 第2章 基于傅里叶叠层的扫描式光学合成孔径系统 |
| 2.1 相位恢复的解模糊问题 |
| 2.1.1 迭代相位复原理论 |
| 2.1.2 相位复原算法中的解模糊现象 |
| 2.1.3 叠层方法对相位解模糊现象的消除 |
| 2.2 傅里叶叠层显微光学成像原理 |
| 2.3 远场傅里叶叠层光学成像系统原理 |
| 2.3.1 成像基本原理 |
| 2.3.2 成像前向模型 |
| 2.3.3 改进的远场成像模型 |
| 2.3.4 反射式远场成像模型 |
| 2.4 远场傅里叶叠层光学成像系统性能与像质评价指标 |
| 2.4.1 光学成像系统的性能评价指标 |
| 2.4.2 图像质量的量化评价方法 |
| 2.5 远场傅里叶叠层光学成像系统关键影响因素分析 |
| 2.5.1 相干光照明粗糙表面的散斑现象 |
| 2.5.2 远场面的相位弯曲 |
| 2.5.3 激光能量分析 |
| 2.5.4 照明光场的相干性分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 远场傅里叶叠层光学成像重建算法研究 |
| 3.1 数据预处理 |
| 3.1.1 序列图像配准 |
| 3.1.2 噪声模型分析 |
| 3.1.3 噪声预处理算法 |
| 3.2 经典相位复原算法 |
| 3.2.1 基于交替投影的优化算法 |
| 3.2.2 基于半正定规划的优化算法 |
| 3.3 改进的优化框架 |
| 3.3.1 代价函数的选取 |
| 3.3.2 初始化 |
| 3.3.3 正则化去噪 |
| 3.4 仿真实验与结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 远场傅里叶叠层光学成像实验验证与误差分析 |
| 4.1 采样率限制分析 |
| 4.1.1 频谱面采样率限制 |
| 4.1.2 像面采样率限制 |
| 4.2 远场傅里叶叠层光学成像系统实验设计 |
| 4.2.1 实验器材选择 |
| 4.2.2 透射式实验平台搭建 |
| 4.2.3 反射式实验平台搭建 |
| 4.3 远场傅里叶叠层光学成像系统误差分析 |
| 4.3.1 明暗场图像区分 |
| 4.3.2 强度图像更新 |
| 4.3.3 光瞳误差校准 |
| 4.3.4 成像系统像差校准 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于叠层测量的图像相关技术 |
| 5.1 傅里叶叠层技术应用于远场的局限性 |
| 5.2 基于叠层测量的图像相关技术 |
| 5.2.1 图像相关术 |
| 5.2.2 叠层图像相关术 |
| 5.2.3 优化框架 |
| 5.3 实验仿真 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文的主要创新点 |
| 6.2 论文的其它研究内容 |
| 6.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）高分辨率大视场快速傅里叶叠层显微成像方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 专业词语英文缩写对照表 |
| 主要符号对照表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 光学显微镜发展简史 |
| 1.2 现代远场光学显微成像技术的局限 |
| 1.2.1 分辨率受限制于物镜数值孔径 |
| 1.2.2 视场与分辨率的权衡关系 |
| 1.2.3 像差 |
| 1.2.4 景深狭小 |
| 1.2.5 相位丢失 |
| 1.3 现代远场光学显微成像技术发展路线图 |
| 1.4 傅里叶叠层显微成像术与叠层衍射成像术的联系与区别 |
| 1.5 傅里叶叠层显微成像术的国内外研究现状和进展 |
| 1.5.1 三维成像 |
| 1.5.2 混合态解耦合 |
| 1.5.3 成像系统设计 |
| 1.6 本论文研究目的、意义和主要创新点 |
| 1.7 主要工作和章节安排 |
| 第2章 傅里叶叠层显微成像术的理论和实现 |
| 2.1 傅里叶叠层显微成像术的基本原理 |
| 2.1.1 傅里叶叠层显微成像术的采集过程 |
| 2.1.2 傅里叶叠层显微成像术的重建过程 |
| 2.2 傅里叶叠层显微成像术的重构细节 |
| 2.2.1 分块处理缘由及方法 |
| 2.2.2 更新顺序 |
| 2.2.3 频域提取补偿 |
| 2.2.4 空域采样率和频域交叠率 |
| 2.2.5 初始猜测 |
| 2.2.6 分辨率板或生物切片玻璃衬底补偿 |
| 2.2.7 光电数字探测器的选择 |
| 2.3 傅里叶叠层显微成像术的成像性能分析和实验验证 |
| 2.3.1 开源数据算法交叉验证 |
| 2.3.2 基于发光二极管平板照明的傅里叶叠层显微成像实验系统搭建和标定 |
| 2.3.3 成像分辨率和空间带宽积提升验证 |
| 2.3.4 像差恢复正确性间接验证 |
| 2.3.5 数字病理切片高分辨率全彩色成像验证 |
| 2.3.6 景深延拓性能验证 |
| 2.4 傅里叶叠层显微成像术与结构光照明显微术的联系与区别 |
| 2.5 傅里叶叠层显微成像术与相干合成孔径成像的联系与区别 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 傅里叶叠层显微成像系统误差校正方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光源亮度不均匀校正方法 |
| 3.3 噪声抑制方法 |
| 3.3.1 噪声抑制求解算法总结与分类 |
| 3.3.2 数据预处理算法 |
| 3.4 混合系统误差校正方法 |
| 3.4.1 算法参数对噪声抑制的鲁棒性影响 |
| 3.4.2 像差恢复与亮度不均匀校正算法的矛盾及解决办法 |
| 3.4.3 照明阵列位置误差与噪声抑制算法的矛盾及解决办法 |
| 3.4.4 无先验的多样混合误差及解决办法 |
| 3.5 渐晕效应校正方法 |
| 3.5.1 渐晕效应对成像质量的影响 |
| 3.5.2 基于严格波动理论的线性空变的渐晕模型 |
| 3.5.3 两个应对策略及实验结果 |
| 3.6 光源相干性影响 |
| 3.7 大视场下的光源位置误差 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 基于半球形聚光镜的傅里叶叠层显微成像系统 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统搭建 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.4 多种成像方式通量对比与评价 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于离焦图像快速傅里叶叠层显微成像方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 系统搭建及其原理 |
| 5.3 基于单幅离焦图像的单次曝光成像方法 |
| 5.4 基于双幅离焦图像的快速成像方法 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 高通量细胞培养成像系统半月形液面影响的原位矫正 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 系统介绍 |
| 6.3 半月形培养液造成的失真、场曲和波矢失配 |
| 6.4 自适应波矢失配校正算法和场曲校正方法 |
| 6.5 实验结果与讨论 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 论文总结和展望 |
| 7.1 本文主要工作总结 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）基于照明调控的移频超分辨光学显微方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩写、符号清单、术语表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 显微技术的发展 |
| 1.2 基于照明调控的光学显微技术 |
| 1.2.1 非标记样品的照明调控光学显微成像技术(相干成像) |
| 1.2.2 基于荧光样品的照明调控光学显微成像技术(非相干成像) |
| 1.3 本论文研究内容与创新点 |
| 1.3.1 本论文的研究内容 |
| 1.3.2 本论文的组织结构 |
| 1.3.3 本论文的创新点 |
| 2 基于照明调控的移频超分辨显微成像机理 |
| 2.1 显微成像的空域和傅里叶域分析 |
| 2.2 基于照明调控实现移频的方法 |
| 2.2.1 相干成像系统中的移频技术 |
| 2.2.2 非相干成像系统中的移频技术 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 基于表面波照明的超分辨显微成像技术 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 理论基础与模型 |
| 3.2.1 倏逝波理论 |
| 3.2.2 SPW理论 |
| 3.3 SWi-FPM成像技术 |
| 3.3.1 SWi-FPM成像系统 |
| 3.3.2 SWi-FPM的移频实现与图像重构方法 |
| 3.3.3 结果与分析 |
| 3.4 RIM成像技术 |
| 3.4.1 RIM成像系统 |
| 3.4.2 RIM成像原理 |
| 3.4.3 实验结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于全内反射条纹照明的傅里叶域层叠超分辨显微成像技术 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 TIRF-piFPM成像系统 |
| 4.3 TIRF-piFPM成像原理 |
| 4.3.1 TIRF-piFPM的图像获取 |
| 4.3.2 TIRF-piFPM的图像重构 |
| 4.4 结果与分析 |
| 4.4.1 仿真结果与分析 |
| 4.4.2 实验结果与分析 |
| 4.4.3 数据冗余性分析 |
| 4.5 本章小节 |
| 5 基于光斑照明的荧光饱和I~5S三维超分辨显微术 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 基于扫描振镜的I~5S三维超分辨显微成像系统 |
| 5.3 SI~5S超分辨显微成像原理与图像重构 |
| 5.3.1 基于扫描振镜的I~5S成像原理与图像重构 |
| 5.3.2 SI~5S的超分辨原理 |
| 5.4 结果与分析 |
| 5.4.1 荧光颗粒成像与分辨率分析 |
| 5.4.2 微管模型样品的成像 |
| 5.5 本章小节 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读博士期间取得的科研成果 |
（6）光学超振荡器件设计及成像应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 光学衍射极限 |
| 1.2 显微超分辨成像技术研究现状 |
| 1.2.1 基于倏逝场重建的显微超分辨成像技术 |
| 1.2.2 荧光显微超分辨成像技术 |
| 1.3 超振荡现象及其光学应用 |
| 1.3.1 超振荡现象 |
| 1.3.2 光场超振荡技术在光学领域中的重要应用 |
| 1.4 本研究领域存在的问题 |
| 1.5 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 衍射光场计算方法和超振荡基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 衍射光学成像理论 |
| 2.2.1 波前的传播 |
| 2.2.2 非相干光衍射受限系统的点扩散函数 |
| 2.2.3 光学非相干成像系统的频率响应 |
| 2.3 超振荡基本理论 |
| 2.3.1 超振荡光场的相位振荡特性 |
| 2.3.2 超振荡函数的带宽特性和能量特性 |
| 2.4 超振荡透镜一般性设计方法 |
| 2.4.1 光学超振荡透镜 |
| 2.4.2 标量超振荡光场计算基本理论 |
| 2.4.3 矢量超振荡光场计算基本理论 |
| 2.4.4 超振荡透镜典型设计方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于二元超振荡器件的远场小视场超衍射成像 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 二元超振荡器件的设计和优化 |
| 3.2.1 光与超振荡器件的相互作用 |
| 3.2.2 超振荡器件设计模型 |
| 3.2.3 超振荡器件的优化求解方法 |
| 3.3 超衍射成像系统成像特性分析 |
| 3.3.1 超衍射成像系统点扩散函数 |
| 3.3.2 离轴点目标成像 |
| 3.3.3 复杂目标成像 |
| 3.4 基于超衍射点扩散函数的特征提取算法 |
| 3.4.1 系统局部光学传递函数分析 |
| 3.4.2 基于超衍射点扩散函数的特征提取算法基本思路 |
| 3.4.3 离散目标的亚衍射特征提取实例 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于复合超振荡器件的无扫描超衍射成像 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 复合超振荡器件的优化设计模型 |
| 4.2.1 亚孔径结构对系统分辨率的影响 |
| 4.2.2 一维超衍射波前设计 |
| 4.2.3 复合超振荡器件的优化设计 |
| 4.3 无扫描超衍射成像系统成像特性 |
| 4.3.1 无扫描超衍射成像系统三维点扩散函数 |
| 4.3.2 透射型目标的超衍射成像特性 |
| 4.4 超衍射成像系统鲁棒性 |
| 4.4.1 波前非均匀性对系统超衍射聚焦特性的影响 |
| 4.4.2 系统探测噪声误差对成像质量的影响 |
| 4.4.3 超振荡器件的波长带宽响应 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 光场相干超衍射聚焦和非相干光超衍射成像实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于空间光调制器波前调制的相干超衍射聚焦实验 |
| 5.2.1 液晶空间光调制器的调制机理 |
| 5.2.2 超衍射聚焦光路设计的关键技术分析 |
| 5.2.3 相干超衍射聚焦实验 |
| 5.3 基于4F系统的非相干光超衍射成像实验 |
| 5.3.1 无扫描超衍射成像系统的基本组成 |
| 5.3.2 超振荡器件微纳加工 |
| 5.3.3 无扫描超衍射成像实验 |
| 5.3.4 讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 附录 缩略词 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）拼接式望远镜共相技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言——单镜面光学望远镜发展之困局 |
| 1.2 拼接式望远镜国内外发展现状 |
| 1.3 共相误差光学测量技术发展现状 |
| 1.3.1 宽窄带共相算法 |
| 1.3.2 曲率传感算法 |
| 1.3.3 基于干涉的共相传感法 |
| 1.3.4 色散条纹共相传感法 |
| 1.3.5 四棱锥传感器传感法 |
| 1.3.6 基于成像的相位传感法 |
| 1.3.7 基于深度学习的传感算法 |
| 1.4 课题研究背景及意义 |
| 1.5 论文研究内容及主要结构 |
| 第2章 拼接波前及拼接镜成像性能统计特性研究 |
| 2.1 失调拼接镜成像理论原理 |
| 2.2 失调拼接波前的统计特性分析 |
| 2.2.1 仅含piston误差的拼接波前统计特性 |
| 2.2.2 仅含tip/tilt误差的拼接波前统计特性 |
| 2.2.3 小结 |
| 2.3 像场质心分析 |
| 2.4 拼接式系统斯特列尔比的统计特性 |
| 2.5 总结 |
| 第3章 拼接式孔径正交多项式 |
| 3.1 圆域泽尼克多项式简介 |
| 3.2 格拉姆-施密特正交化过程 |
| 3.3 非迭代正交化过程 |
| 3.4 拼接孔径中的应用 |
| 3.5 定义在Keck孔径上的正交多项式 |
| 3.6 定义在GMT孔径上的正交多项式 |
| 3.7 子镜全局像差主动补偿能力分析 |
| 3.8 总结 |
| 第4章 宽窄带算法相关研究 |
| 4.1 宽窄带算法基础 |
| 4.1.1 失调圆孔径衍射理论 |
| 4.1.2 窄带算法 |
| 4.1.3 宽带算法 |
| 4.2 非完整圆孔径光学传递函数 |
| 4.2.1 完整圆孔径的OTF |
| 4.2.2 非完整圆孔径的OTF |
| 4.2.3 解析计算结果 |
| 4.2.4 非完整圆孔径OTF的特性 |
| 4.2.5 小结 |
| 4.3 子镜间隙及掩模偏心在窄带算法中的影响 |
| 4.3.1 问题阐述 |
| 4.3.2 含间隙及偏心误差的远场光强 |
| 4.3.3 间隙及偏心影响下的远场形态 |
| 4.3.4 采用理想模板执行窄带共相的容限分析 |
| 4.3.5 小结 |
| 4.4 基于主动扫描及评价函数的宽带共相算法 |
| 4.4.1 基于主动扫描及评价函数的宽带共相算法介绍 |
| 4.4.2 光源谱强度及噪声对共相精度的影响 |
| 4.4.3 小结 |
| 4.5 总结 |
| 第5章 色散条纹共相传感算法相关研究 |
| 5.1 色散条纹传感器及其平移误差提取方法回顾 |
| 5.1.1 色散条纹传感器介绍 |
| 5.1.2 平移误差提取方法回顾 |
| 5.2 DFP中的条纹对比度 |
| 5.2.1 色散条纹对比度增强技术 |
| 5.2.2 子孔径所含高阶像差的影响 |
| 5.3 基于色散条纹斜率的共相传感方法 |
| 5.3.1 色散条纹的斜率 |
| 5.3.2 基于色散条纹斜率的共相传感算法 |
| 5.3.3 分析结果 |
| 5.4 基于扩展目标的色散条纹共相传感探索 |
| 5.4.1 扩展目标下的色散条纹像 |
| 5.4.2 扩展目标像的分量表达及相应的平移误差测量方案 |
| 5.4.3 面临的问题及对应的建议 |
| 5.5 基于主动扫描及评价函数的点源色散条纹传感算法 |
| 5.5.1 关于基于点源的色散条纹 |
| 5.5.2 基于主动扫描及评价函数的点源色散条纹传感算法 |
| 5.5.3 噪声性能 |
| 5.6 基于可调谐滤波器的数字式色散条纹传感器 |
| 5.6.1 基于可调谐滤波器的数字式色散条纹传感器 |
| 5.6.2 数字式色散条纹生成过程 |
| 5.6.3 数值仿真结果 |
| 5.7 总结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 论文工作的主要内容 |
| 6.2 论文工作的创新点 |
| 6.3 论文中的不足以及对未来工作的展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（8）高速高分辨平面流式细胞显微成像技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 尿液有形成分分析仪概述 |
| 1.2.1 尿液有形成分分析检测方法概述 |
| 1.2.2 尿液有形成分分析仪器国内外进展 |
| 1.3 景深扩展技术概述 |
| 1.4 论文主要研究内容及章节安排 |
| 1.4.1 论文主要研究内容 |
| 1.4.2 论文章节安排 |
| 第2章 高速高分辨平面流式细胞显微成像系统组成及光学系统设计 |
| 2.1 高速高分辨平面流式细胞显微成像系统组成及原理 |
| 2.2 显微成像光学系统设计 |
| 2.2.1 被测目标形态学特征 |
| 2.2.2 显微成像系统光路结构 |
| 2.2.3 显微物镜选型 |
| 2.2.4 管镜光学设计 |
| 2.3 照明光学系统设计 |
| 2.3.1 显微系统照明方式选择 |
| 2.3.2 科勒照明光学系统设计 |
| 2.4 平面层流技术简介与粒子成像室设计 |
| 2.4.1 平面层流技术简介 |
| 2.4.2 粒子成像室设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 低成本高功率LED光源高速清晰成像技术研究 |
| 3.1 平面流式细胞显微成像系统动态传递函数 |
| 3.2 光源选择及驱动电源设计 |
| 3.2.1 光源选择 |
| 3.2.2 高功率LED驱动电源设计 |
| 3.3 短曝光技术研究 |
| 3.3.1 曝光控制系统 |
| 3.3.2 曝光时间控制方式 |
| 3.3.3 短曝光控制方法 |
| 3.3.4 不同曝光方式成像质量比较 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于聚焦微粒的等效聚焦技术研究 |
| 4.1 显微成像系统自动聚焦方法 |
| 4.2 基于聚焦微粒的等效聚焦方法与流程 |
| 4.3 图像分割算法提取聚焦微粒图像 |
| 4.4 聚焦评价函数选择与优化 |
| 4.4.1 聚焦评价函数要求 |
| 4.4.2 聚焦评价函数实验分析与比较 |
| 4.4.3 聚焦评价函数优化 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 参考图像法温度补偿技术研究 |
| 5.1 温度变化对光学系统影响 |
| 5.2 显微成像光学系统的热分析 |
| 5.3 高分辨平面流式细胞显微成像系统景深 |
| 5.3.1 高分辨平面流式细胞显微成像系统景深计算 |
| 5.3.2 高分辨平面流式细胞显微成像系统景深测量 |
| 5.4 机械被动式初步补偿物距变化 |
| 5.4.1 温度变化对物距影响分析 |
| 5.4.2 机械被动式初步温度补偿 |
| 5.5 参考图像法精确补偿物距变化 |
| 5.5.1 参考图像法补偿温度离焦技术原理 |
| 5.5.2 参考图像法补偿温度离焦的自动聚焦算法实现 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 双传感器共光路景深扩展技术研究 |
| 6.1 双传感器共光路景深扩展技术原理 |
| 6.2 双传感器共光路实现方法 |
| 6.3 双景深图像融合 |
| 6.3.1 多聚焦图像融合技术 |
| 6.3.2 双景深图像融合算法流程 |
| 6.3.3 L0 Smoothing原理 |
| 6.3.4 图像多尺度分解 |
| 6.3.5 视觉显着性检测 |
| 6.3.6 权重图计算 |
| 6.3.7 双景深图像融合 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文的主要工作 |
| 7.2 论文的主要创新点 |
| 7.3 进一步研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读博士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（9）被动毫米波成像平面宽角超表面透镜研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 被动毫米波成像技术 |
| 1.2 超表面的概念及其发展概况 |
| 1.3 宽角超表面透镜的研究进展 |
| 1.3.1 超表面透镜的发展概况 |
| 1.3.2 平面宽角超表面透镜 |
| 1.3.3 球面或共形宽角超表面透镜 |
| 1.3.4 组合宽角超表面透镜 |
| 1.4 目前研究中尚待深入研究的问题 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 超表面透镜设计与分析相关理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 超表面电磁波束调控原理 |
| 2.3 超表面透镜的设计方法 |
| 2.3.1 入射波复矢量信息提取 |
| 2.3.2 几何光学法 |
| 2.3.3 几何光学法中存在的问题 |
| 2.4 超表面透镜的数值分析方法 |
| 2.4.1 基于有限积分技术的全波仿真分析法 |
| 2.4.2 赫姆霍兹-基尔霍夫衍射积分理论 |
| 2.4.3 赫姆霍兹-基尔霍夫衍射积分中存在的问题 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于等效偶极子的超表面透镜设计与分析方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于几何光学法设计的超表面透镜及其成像验证 |
| 3.2.1 结构单元构造及其电磁特性分析 |
| 3.2.2 基于Ka波段角锥喇叭天线的超表面透镜设计 |
| 3.2.3 超表面透镜的全波仿真、数值计算与实验验证 |
| 3.2.4 基于超表面透镜的被动毫米波成像实验 |
| 3.3 偶极子辐射子波叠加原理 |
| 3.3.1 理论推导与数学建模 |
| 3.3.2 有效计算域 |
| 3.4 关于超表面衍射场分析的数值实验 |
| 3.4.1 无限周期CAAs结构单元阵列 |
| 3.4.2 近场傍轴与远场傍轴聚焦超表面透镜 |
| 3.4.3 近场偏轴与远场偏轴聚焦超表面透镜 |
| 3.5 关于超表面设计的数值实验 |
| 3.5.1 近场北斗七星幅相全息超表面 |
| 3.5.2 远场北斗七星幅相全息超表面 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 一种高效率平面宽角超表面透镜研究与设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于输入角-输出角配对的优化设计原理 |
| 4.3 高效率平面宽角超表面透镜设计与分析 |
| 4.3.1 正六边形槽缝结构单元 |
| 4.3.2 双线极化圆锥波纹喇叭馈源天线 |
| 4.3.3 平面宽角超表面透镜优化设计与数值分析 |
| 4.4 平面宽角超表面透镜的实验验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 一种高度一致聚焦平面宽角超表面透镜研究与设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于虚拟衍射孔径的优化设计原理 |
| 5.2.1 优化设计原理与数学建模 |
| 5.2.2 基于虚拟衍射孔径法的超表面透镜设计数值实验 |
| 5.3 高度一致聚焦平面宽角超表面透镜设计与分析 |
| 5.3.1 平面宽角超表面透镜的优化设计 |
| 5.3.2 平面宽角超表面透镜的数值分析 |
| 5.4 平面宽角超表面透镜的实验验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（10）轴锥镜贝塞尔光束与局域空心光束的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 贝塞尔光束的研究 |
| 1.2.2 局域空心光束的研究 |
| 1.3 论文各章节安排 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 CCD及轴锥镜基本参数的标定 |
| 2.1 CCD面源尺寸的标定 |
| 2.1.1 CCD面源尺寸标定的方法 |
| 2.1.2 实验结果与分析 |
| 2.2 轴锥镜底角的标定 |
| 2.2.1 轴锥镜底角的标定方法 |
| 2.2.2 实验结果与分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 光学显微成像技术简介 |
| 3.1 光学显微系统的分辨率 |
| 3.2 传统的超分辨显微成像技术 |
| 3.2.1 共焦扫描显微成像技术 |
| 3.2.2 超分辨光瞳滤波技术 |
| 3.2.3 超分辨图像复原技术 |
| 3.3 明场与暗场显微成像技术 |
| 3.3.1 明场显微成像技术 |
| 3.3.2 暗场显微成像技术 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于局域空心光束的暗场显微超分辨技术简述与应用 |
| 4.1 光镊的基本原理 |
| 4.1.1 光镊的基本原理介绍 |
| 4.1.2 光镊稳定捕获微粒的条件 |
| 4.2 不同环形孔径比下的艾里斑主瓣宽度的计算 |
| 4.3 暗场显微技术与光镊技术相结合 |
| 4.3.1 引言 |
| 4.3.2 光镊技术结合暗场显微技术实现分辨率的提高 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 贝塞尔光束的基本理论概述 |
| 5.1 贝塞尔光束的基本概念 |
| 5.2 贝塞尔光束的产生方法 |
| 5.2.1 环缝-透镜法 |
| 5.2.2 球面像差透镜法 |
| 5.2.3 计算全息法 |
| 5.2.4 轴锥镜法 |
| 5.3 基于轴锥镜产生贝塞尔光束的传输特性 |
| 5.3.1 引言 |
| 5.3.2 单个轴锥镜产生贝塞尔光束的衍射积分推导 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 基于高阶贝塞尔光束扫描全息系统的边缘提取研究 |
| 6.1 光学扫描全息系统 |
| 6.1.1 光学扫面全息系统的概念 |
| 6.1.2 光学扫面全息系统的基本原理 |
| 6.2 高阶贝塞尔光束的原理及产生方法 |
| 6.2.1 高阶贝塞尔光束的原理 |
| 6.2.2 高阶贝塞尔光束的产生方法 |
| 6.3 高阶贝塞尔光束应用于扫描全息系统实现边缘提取 |
| 6.3.1 高阶贝塞尔光束应用于扫描全息系统基本原理 |
| 6.3.2 仿真实验和分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
四、圆环形出射光瞳的衍射受限系统光学传递函数的推导和分析（论文参考文献）
- [1]面向拼接镜共相误差检测的差分光学传递函数去卷积研究[D]. 姜凤义. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(08)
- [2]高精度大视场空间目标测量光学系统研究[D]. 张坤. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(08)
- [3]基于相位信息的远场高分辨率光学成像技术研究[D]. 李志新. 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所), 2020(06)
- [4]高分辨率大视场快速傅里叶叠层显微成像方法研究[D]. 潘安. 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所), 2020
- [5]基于照明调控的移频超分辨光学显微方法研究[D]. 刘秋兰. 浙江大学, 2020(02)
- [6]光学超振荡器件设计及成像应用研究[D]. 解青坤. 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所), 2020(02)
- [7]拼接式望远镜共相技术研究[D]. 张永峰. 中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所), 2020(04)
- [8]高速高分辨平面流式细胞显微成像技术研究[D]. 曲洪丰. 长春理工大学, 2020(01)
- [9]被动毫米波成像平面宽角超表面透镜研究与设计[D]. 褚红军. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [10]轴锥镜贝塞尔光束与局域空心光束的研究[D]. 杨力. 昆明理工大学, 2020(04)