光学合成孔径成像的共相位误差检测方法

光学合成孔径成像技术是指对多个小孔径成像系统或多子镜拼接主镜成像系统进行共相位拼接处理，使其等效于一个大孔径整镜成像系统的成像性能，以提高系统的分辨率和集光能力，为高分辨率观测及激光束合成领域之亟需，广泛应用于遥感与成像，天文观测，环境、大气及海洋监测等。本书介绍了合成孔径成像技术的发展现状和基本原理，对其中的关键技术——共相位误差检测方法进行了研究和阐述，其中包括基于经典光学原理的检测方法、近年来研究的空域到频域转换法以及新兴的基于深度学习的检测方法等，对各种方法的理论依据、原理、数学模型的建立、误差影响因素等进行了详细阐述，并给出了相应的实验验证系统及分析。 本书是作者多年来从事光学合成孔径成像相关科研工作的总结和凝练，目的是为从事光学合成孔径成像的相关科研人员及在校研究生提供一本内容丰富的参考书；本书也可作为相关专业研究生的教材。

第1章 光学合成孔径成像
1.1 概述
1.2 光学合成孔径成像原理
1.3 光学合成孔径成像技术发展现状
1.3.1 镜面拼接式望远镜
1.3.2 稀疏孔径式望远镜
1.3.3 位相阵列式望远镜
1.4 光学合成孔径成像中的共相位问题
参考文献
第2章 光学合成孔径成像理论基础
2.1 数学基础
2.1.1 傅里叶变换
2.1.2 卷积和相关函数
2.1.3 线性空间不变系统
2.2 物理基础
2.2.1 菲涅耳衍射与夫琅禾费衍射
2.2.2 光学系统的空间域和频率域描述
参考文献
第3章 经典共相位误差检测方法
3.1 焦面检测方法
3.1.1 样板比较式piston误差检测方法
3.1.2 色散条纹piston误差检测方法
3.2 离焦面检测方法
3.2.1 曲率传感器法
3.2.2 相位恢复法
3.3 出瞳面检测方法
3.3.1 迈克尔逊干涉检测法
3.3.2 点衍射干涉法
3.3.3 金字塔波前传感器法
3.4 电学检测方法
3.4.1 电容式位移传感
3.4.2 电容式位移传感器的影响因素
3.4.3 共相位误差的电容测微检测法
参考文献
第4章 大范围高精度共相位误差检测方法
4.1 二维色散条纹法
4.1.1 原理
4.1.2 二维色散条纹法的量程
4.1.3 piston误差的计算
4.1.4 实验验证
4.2 调制传递函数法
4.2.1 原理
4.2.2 piston误差计算方法
4.2.3 验证
4.3 夫琅禾费型衍射干涉法
4.3.1 原理
4.3.2 tip-tilt误差检测
4.3.3 piston误差检测
4.4 基于衍射元件的干涉法
4.4.1 原理
4.4.2 piston误差测量中的2π不定性问题
4.4.3 实验验证
参考文献
第5章 共相位误差多路并行检测方法
5.1 检测原理
5.2 离散孔径非冗余排列方法
5.2.1 排列规则
5.2.2 非冗余排列设计方法
5.3 仿真验证
5.4 实验验证
参考文献
第6章 典型的实验验证平台
6.1 早期的共相位实验平台
6.1.1 常温下的DCATT实验平台
6.1.2 地面实验平台
6.1.3 LCSI地面实验装置
6.2 共相位实验验证平台
6.2.1 概述
6.2.2 各模块功能
6.2.3 实验验证平台的工作流程
6.3 实验验证平台的稳定性
6.3.1 共相位误差标定模块的稳定性
6.3.2 分块镜成像模块的稳定性
6.4 共相位误差的检测与校正
6.4.1 倾斜误差的检测与校正
6.4.2 共相位成像及像质评价
6.5 夫琅禾费型衍射干涉法的实验验证
参考文献
第7章 基于深度学习的共相位误差检测方法
7.1 深度学习与卷积神经网络概述
7.1.1 应用场景分类
7.1.2 卷积神经网络基本原理
7.1.3 卷积神经网络基础结构
7.1.4 卷积神经网络的训练细节
7.1.5 经典卷积神经网络
7.2 数据集的生成方法
7.2.1 针对点目标成像的数据集
7.2.2 针对扩展目标成像的数据集
7.3 神经网络模型的搭建与测试
7.3.1 单网络piston检测方法
7.3.2 多网络协作的piston检测方法
参考文献