相位板技术是指在非相干的传统光学系统的孔径光阑处放置一片相位掩膜板,对光瞳处入射光场波前进行调制和相位调制编码,再利用数字图像处理的方法进行解码以实现计算成像。随着计算光学的兴起,人们对成像光学的需求日益增长,相位板技术则为传统光学成像提供了有力的补充。本文研究了相位板技术在光学成像中的相关应用,包括可见光成像系统的景深延拓、红外成像系统的无热化、红外成像系统的抗激光。具体内容如下:1、分析了相位板技术的工作原理,包括相位板波前编码与解码理论。建立了三次方相位板、五次方相位板及涡旋相位板的编码模型,推导了图像恢复的解码理论,提出了图像复原效果的评价指标。2、研究了相位板技术用于扩大成像系统景深的方法。针对可见光波段,以天塞物镜为初始结构,设计了一套F数为4.5,对准平面物距为1075 mm,初始景深为18 mm光学成像系统。将设计的五次方相位板应用于该成像系统中,实现了十倍的景深延拓,实验结果与理论计算结果一致,表明该相位板可以实现大景深范围的高质量成像。3、研究了相位板技术在制冷型红外成像系统无热化中的应用。针对3.7μm~4.8μm的中红外波段,设计一套F数为2.0,常温下像质良好的制冷型红外系统。利用五次方相位板消除热离焦,实现该系统在-40℃~+70℃范围内的无热化。4、研究了相位板技术在抗激光成像领域的应用。分析比较了成像系统的多种抗激光方法,并利用涡旋相位板,实现了制冷型红外成像系统实现的抗激光功能。该系统不但可以良好成像,也可实现入射激光功率衰减至1/50的功能。