【摘 要】
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三维层析成像技术对于获取目标的三维信息、解析其空间结构具有重要研究价值,在生物组织分析、远场目标探测等领域有重要应用。传统的三维成像技术主要分为两类,被动三维成像和主动三维成像。远距离被动成像目前除光场成像技术外尚无较好的方法。本文提出一种基于艾里光束自加速特性与层析三维成像算法的远距离被动三维成像新技术。首先,本文从艾里光束的传播理论出发,研究可实验产生的能量截趾艾里光束的传播特性,并开展了仿真
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三维层析成像技术对于获取目标的三维信息、解析其空间结构具有重要研究价值,在生物组织分析、远场目标探测等领域有重要应用。传统的三维成像技术主要分为两类,被动三维成像和主动三维成像。远距离被动成像目前除光场成像技术外尚无较好的方法。本文提出一种基于艾里光束自加速特性与层析三维成像算法的远距离被动三维成像新技术。首先,本文从艾里光束的传播理论出发,研究可实验产生的能量截趾艾里光束的传播特性,并开展了仿真研究。分析了艾里光束的自加速特性,以及频谱调控对光束传播特性的影响,并从焦散线理论进行了解释。其次,本文基于对能量截趾艾里光束的仿真研究,设计并搭建了基于4-f光路的艾里光束生成系统,产生了艾里光束点扩散函数（Point Spread Function,简称PSF）,并与理论分析结果进行了比较。提出了一种基于瑞利判据的PSF重建图像景深分辨方法,开展了物距1-12 m范围内的LED光源的实验研究,分析了实验结果,并进一步设计了适用于更远距离的远场三维层析成像系统。基于远场三维层析成像系统对物距在10 m附近的LED进行成像,测量了系统的成像分辨率等性能参数。最后,本文研究了层析三维重建成像理论。根据艾里光束的自加速特性,提出了基于艾里光束投影图像的三维层析重建方法。对物距在10 m附近的LED光源使用远场三维层析成像系统进行了三维重建。本文还对近100米距离的多个目标的进行三维重建,并分析了系统的重建成像性能。
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