在实际应用中，受应用环境狭小空间的限制，可能出现元素图像偏移与部分缺失等失真问题，进而影响光场图像的解码、深度估计与三维成像等应用。为了研究该问题，本文分析并提出了元素图像不失真条件。将环境空间的约束抽象为主透镜物空间的孔阑，根据孔阑尺寸、位置与元素图像之间的关系，将光场成像分为3种情况分别进行理论研究，并设计了元素图像中心偏移、孔阑等差移动10 mm实验进行验证。实验结果表明，元素图像中心偏移的实验结果与理论分析的相关性高于99%，孔阑等差移动测量值为（9.97±1.5）mm，验证了本文元素图像不失真条件的正确性。该不失真条件可用于指导光场成像系统设计，定量分析元素图像失真参数。

近年来，太赫兹技术在检测、安保等诸多领域变得日益重要。如何扩大视场和提高成像质量是太赫兹成像的关键。针对以上问题，本文基于单相机扫描方式搭建了一个太赫兹光场成像系统以同时实现对太赫兹波空间和角度分布信息的利用。基于四维全光函数和双平面参数化方法，利用太赫兹光场传播过程中的强度一致性进行了重聚焦运算，通过对光场进行积分即可得到一系列对应不同视角、不同成像距离的结果。与初始的太赫兹成像结果相比，所搭建成像系统的视场和成像质量都得到了有效提升。在本文实验中，视场扩大了1.84倍，分辨率从1.3 mm提高到了0.7 mm。此外，部分被遮挡的目标信息也可通过使遮挡物离焦得到恢复。结果证明所搭系统能够提高太赫兹成像质量并拓展其功能，从而为太赫兹无损测量和安全检测提供了新的思路。

新型激光光场成像系统受激光光束光强起伏影响成像像质下降，为抑制激光束光强扰动引起的像质退化效应，先对光场回波信号进行解调处理，再进行多光束相位闭合求解相位闭合系数，然后依据频谱迭代理论，推导建立基于光束光强扰动因子的频谱重建模型，揭示了光束光强扰动因子对光场成像频谱的影响机理。提出了一种基于激光回波光场信号解调比求解方法，抑制光强振幅扰动因子引起的频谱重建误差，间接提高光场重构成像像质，并采用多种像质评估方法进行像质评价。通过仿真和桌面实验平台对回波解调比方法进行了实验验证，结果表明解调比法抑制光强扰动后，重构图像斯特列尔比、峰值信噪比、结构相似度像质评价指标均得到有效提升。该方法可有效抑制光束光强抖动引起的像质退化效应并提高激光光场成像像质，可为光场成像技术像质提升和工程应用转化提供技术支撑。

为了实现在长波红外波段应用光场成像技术，对红外光场成像中的辐射定标与非均匀性进行了研究。首先，根据光场成像和非均匀性校正的原理，提出了红外光场成像辐射定标模型，分析了响应漂移与非均匀性的关系。接着，设计标准黑体实验，记录两点校正法定标后30 h内的图像数据，对比了相同条件下光场数据和光场成像的非均匀性变化情况。实验结果表明：在10 min~30 h内，光场数据的非均匀性由0.062%增大到0.62%，光场成像的非均匀性由0.024%增大到0.27%。响应漂移对红外光场成像非均匀性的影响受到微透镜阵列渐晕和重聚焦计算的共同作用。重聚焦计算可有效抑制由响应漂移引起的非均匀性增长。