由光纤传像元件和图像传感器组成的光纤耦合成像系统广泛应用于夜视导航、微光监控、天文观测、医疗器械、生物工程等领域。其中光纤传像元件和图像传感器的耦合技术是光纤耦合成像系统中最核心的技术,目前国内研究受许多客观因素限制,存在很多问题。本课题从分析光纤传像元件结构和传像特性着手,建立其与图像传感器匹配的数学模型,通过仿真及实验研究,探索光纤耦合成像特性,建立相应的成像质量评价函数,对提高元件质量和优化设计成像系统有重要的意义。课题主要研究工作包括： (一)论述国内外光纤传像技术的发展历史和现状；详细分析光纤传像元件的传像原理、主要光学特性参数以及参数对元件传像质量的影响。 (二)在深入分析成像系统中光纤传像元件和图像传感器CCD(Charge CoupledDevices)结构特性的基础上,建立描述图像经组合元件传输的数学模型,通过调整变动性因子,仿真计算得到光纤耦合成像系统的参数优化匹配值,并进行了必要的实验验证,从理论上很好的解释了光纤耦合传像系统的不规则条纹(国外有关文章中称之为"Chicken Wire")产生现象,为这类系统设计提供了一种分析方法,也为消除或降低背景条纹影响提供应用基础。 (三)推导和分析理想情况下光纤传像系统中元件的调制传递函数MTF(Modulation Transfer Function),在此基础上得出光纤耦合成像系统的MTF,分析了光纤成像系统中元件参数对系统传像特性的影响,调制传递函数不但能够评价传像系统的成像质量,更对设计和优化传像系统有参考价值。 (四)针对应用,设计用于电子白板平面定位的光纤数码镜头,该镜头由半球透镜、光纤传像元件和CCD组成,设计中考虑了光纤元件和CCD的参数选择对镜头成像特性的影响,表明合理选择元件参数在实际应用中有重要的意义。 文章分析了光纤耦合成像系统的特性和优化设计,结合应用分析此类系统设计的一般方法,为成像系统优化设计提供理论基础,同时也为高质量光纤元件研制提供基本的质量评价规范,对促进光纤耦合成像技术发展、扩展应用新领域具有重要意义。