红外与激光工程
2023, 52(7): 20230338
1 西安邮电大学通信与信息工程学院, 陕西 西安 710121
2 中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
针对监控视频中车牌图像超分辨率重建数据处理量较大、性能差的问题,提出了一种基于逐级反投影网络的车牌图像超分辨率重建算法。首先,为了减少超分辨率网络数据处理量,先检测并提取出低分辨率车牌区域。然后,分解深度反投影网络(DBPN)中较大的采样倍数,以逐级采样的方式完成迭代反投影。在逐级反投影单元中,跳线连接融合逐级采样产生的中间尺度特征,以提高特征利用率;用1×1卷积层降低融合后中间尺度的特征维度,同时保留关键信息。最后,根据逐级上投影单元产生的特征图重建高分辨率车牌图像。实验结果表明,相比DBPN,本算法不仅降低了超分辨率网络的数据处理量和参数量,且重建的车牌图像质量在主观感受和客观评价指标方面都得到了很大的提升。
超分辨率 车牌图像 逐级反投影单元 跳线连接 1×1卷积层; 激光与光电子学进展
2020, 57(16): 161002
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 陕西 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
衍射光学系统在大口径激光雷达接收器应用方面很有潜力。分析了衍射主镜引入的负色散对激光雷达成像质量的影响。讨论了插入高色散玻璃和基于Schupmann原理的两种消色差方案的优劣。基于Schupmann原理的消色差系统质量轻、像质好, 系统光透过率在60%以上。设计了1 m口径、f/8、最大视场角1 mrad的激光雷达接收光学系统。成像质量接近衍射极限。
光学设计 激光雷达 衍射透镜 消色差 optical design lidar diffractive lens achromatic 红外与激光工程
2017, 46(5): 0518001
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室,陕西 西安 710119
2 中国科学院大学,北京 100049
设计了一款口径为3 m的衍射望远镜,其工作波段为7.7~10.3 μm,光谱宽度|Δλ/λ|达到了1/3.设计结果表明,系统得到了接近衍射极限的成像质量.制作了一套缩比的衍射望远镜,成像质量优异.
衍射望远镜 菲涅尔透镜 消色差 diffractive telescope Fresnel lens color correction
1 中国科学院西安光学精密机械研究所，陕西 西安 710119
2 西安交通大学 电子信息工程学院，陕西 西安 710049
3 中国科学院大学，北京 100049
大孔径静态干涉成像光谱技术是近年来出现的一种新型干涉成像光谱技术，具有高通量、多通道等优点，然而干涉图与探测器之间存在一定配准误差时，则会对复原光谱产生较大的影响，甚至影响到仪器的最终应用。针对该问题，通过对大孔径静态干涉成像光谱仪成像机理的分析，提出了一种探测器配准误差的标定方法，经验证该方法可以很好地解决探测器的配准误差，最终提高了复原光谱的精度，该研究对大孔径静态干涉成像光谱仪的研制具有重要的指导意义。
干涉成像光谱仪 大孔径 探测器配准误差 最小二乘法 interferemce imaging spectrometer large aperture detector registration error least square method
1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室 高分辨光学成像技术联合实验室, 西安 710119
2 中国科学院西安光学精密机械研究所 a.瞬态光学与光子技术国家重点实验室 高分辨光学成像技术联合实验室, 西安 710119
3 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室 高分辨光学成像技术联合实验室
4 中国科学院西安光学精密机械研究所空间光学技术实验室, 西安710119
介绍了一种新型的空间望远镜，通过改变光学系统焦距，可以提高任意感兴趣视场的成像分辨率。光学系统有四个反射镜组成，包括两个静态非球面反射镜和两个面形动态可调非球面反射镜.通过改变两个可变形反射镜的面形，系统焦距可以在399 mm到558 mm范围内进行动态调整.和机械式变焦系统相比，此主动变焦系统避免了光学元件的精密移动，有效减少反应时间。分析了此系统的成像质量，给出了0°、0.51°、0.7°不同视场的弥散斑：1.6 μm、1.0 μm、1.7 μm，及传递函数：在68 lp/mm 时，MTF曲线值大于0.7.此新型成像技术还可以有效减少数据传输链带宽需求，在遥感领域具有广阔的应用前景.
主动变焦系统 光学系统设计 可变形镜 任意视场角 Any field angle Deformable mirror Active zoom system Optical systems design
1 西安理工大学理学院， 陕西 西安 710054
2 中国科学院西安光学精密机械研究所， 陕西 西安 710119
在光学系统中加入2个或多个可变光学元件，保持光学元件位置不变，通过微调装置改变这些可变光学元件的焦距使得整个光学系统的有效焦距发生变化。基于该设计思想，结合卡塞格林(Cassegrain)反射式望远镜结构模式，使用ZEMAX光学设计软件设计了焦距为1600mm～800mm，视场0.6°～1.2°的变焦系统，整个系统由2个可变形反射面、1个平面反射面和1个透镜组成，主要通过主镜和次镜面型曲率(可变形镜DMs, Deformable Mirrors)以及入瞳直径的变化实现系统变焦。设计结果表明：系统在空间频率16lp/mm处调制传递函数大于0.75，最大均方根弥散斑半径均小于探测元尺寸，满足成像要求。
成像系统 光学设计 可变形镜 变焦系统 imaging system optical design deformable mirror zoom system
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 西安 710119
2 西安文理学院 物理学系,西安 710065
将小凹成像的概念应用于空间光学, 设计了基于天基平台的小凹成像系统.使用离轴三反射式的光学设计, 在可见光波段实现了大F数(F/# =10)和宽视场(25°)的定焦(8.75 m)光学系统.利用OKO公司的19通道压电可变型镜来补偿任意给定视场内的离轴像差, 在可见光波段实现了全视场内接近衍射极限的结果.
光学设计 离轴三反射式光学系统 小凹成像 衍射极限 Optical design Off-axis optical system with three mirrors Foveated imaging Diffraction limit level
1 西安交通大学 理学院， 西安 710049
2 中国科学院 西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室， 西安 710119
3 西北大学 物理系， 西安，710069
以像差理论为指导分析了混合望远物镜中二元光学透镜与转像棱镜之间的像差补偿问题.计算了二元光学器件的相位系数，确定了含补偿棱镜望远物镜的初始结构.用CODE V光学设计软件对望远物镜初始结构优化后的像差结果表明：系统色差在0.9相对孔径高度得到了校正，纵向球差在容限范围0.5 mm之内，最大横向误差为-0.115 mm.
二元光学器件 望远物镜 像差补偿 转像棱镜 Binary optical element Telescope objective Aberration compensation Reversing prism
1 西北大学 物理学系,西安710069
2 中国科学院西安光学精密机械研究所，西安710119
利用可变形镜对光学系统某一视场角像差进行单独动态校正.系统中使用可变形镜将全视场内某一特定视场角的像差校正到衍射极限水平，该区域在整个视场内动态高速地改变来对视场内任意区域进行高分辨率成像.利用这种技术可实现光学系统的小型化、轻型化，减小系统的体积，同时由于实现变分辨率成像，数据量大大减少，降低了数据传输对带宽的要求.
成像系统 像差校正 光学设计 可变形镜 Imaging systems Aberration compensation Optical design MEMS-DM
