超分辨光瞳濾波理論及其共焦傳感技術(shù)研究.pdf

1、　　本課題在研究光瞳濾波理論和共焦顯微成像原理的基礎(chǔ)上，研究了一種具有三維超分辨成像能力的新型超分辨共焦檢測方法與技術(shù)，為超分辨光瞳濾波技術(shù)及三維超分辨光學(xué)測量傳感系統(tǒng)的研究提供理論依據(jù)及先期的實驗驗證。　　本課題的研究內(nèi)容主要如下：　　從光瞳濾波器超分辨特征參數(shù)G、S的基本定義出發(fā)，首次建立了包含振幅型、位相型和復(fù)振幅型在內(nèi)的光瞳濾波器超分辨特征參數(shù)G、S的統(tǒng)一精確解析模型，依據(jù)該模型對不同類型的光瞳濾波器的超分辨特性進(jìn)行分析和比

2、較，給出了不同類型光瞳濾波器的適用范圍及特點；基于光瞳濾波器通過減小光學(xué)系統(tǒng)點擴展函數(shù)尺寸大小來提高系統(tǒng)分辨力的這一特性，推導(dǎo)出光瞳濾波器橫向超分辨、軸向超分辨和三維超分辨三種條件下的G、S和M理論限制域，為超分辨光瞳濾波器的設(shè)計提供理論基礎(chǔ)；　　提出了基于生物遺傳算法的光瞳濾波器全局優(yōu)化設(shè)計方法，利用該優(yōu)化算法設(shè)計了不同超分辨性能要求的振幅型光瞳濾波器、位相型光瞳濾波器和復(fù)振幅型光瞳濾波器，通過分析比較獲得了各類超分辨光瞳濾波器的優(yōu)

3、缺點，為超分辨光瞳濾波器的設(shè)計提供了一種新型的設(shè)計方法；　　首次建立了影響光瞳濾波器超分辨性能的制造誤差作用模型，其從光學(xué)系統(tǒng)點擴展函數(shù)出發(fā)，推導(dǎo)出光瞳濾波器制作中產(chǎn)生的定心誤差、相位刻蝕深度誤差和刻線寬度與光瞳濾波器超分辨特性參數(shù)G、S間的解析關(guān)系，為光瞳濾波器設(shè)計中制作誤差的確定提供了理論依據(jù)；　　利用建立的光瞳濾波器超分辨特征參數(shù)統(tǒng)一解析模型、基于生物遺傳算法的光瞳濾波器全局優(yōu)化設(shè)計方法和光瞳濾波器制造誤差作用模型等，設(shè)計制作

4、了橫向超分辨的三區(qū)位相型光瞳濾波器，并對其超分辨性能進(jìn)行了理論分析和實驗驗證；　　提出了一種基于位相型光瞳濾波理論的三維超分辨差動共焦顯微成像方法與技術(shù)，其利用優(yōu)化設(shè)計的位相型光瞳濾波器最大程度地改善共焦系統(tǒng)的橫向分辨力，利用共焦顯微系統(tǒng)的雙光路差動接收探測來最大程度地改善共焦系統(tǒng)的軸向分辨力，繼而最終達(dá)到使共焦系統(tǒng)能實現(xiàn)高空間分辨力成像與檢測，文中還對提出的該三維超分辨共焦顯微系統(tǒng)的三維成像特性進(jìn)行了分析，為三維超分辨共焦系統(tǒng)的構(gòu)建