1. 研究目的与意义
在对地目标成像探测领域，提高天基成像系统的分辨率尤为重要。成像光学系统的分辨率一方面取决于系统自身的设计、制造和装调；另一方面也受到诸多外界因素的影响，如成像系统和目标物之间存在的大气湍流以及重力、温度等因素引起的波前畸变，都会降低光学系统的分辨率和成像质量，为克服和补偿大气湍流对成像系统的影响，而相位差法就是能提高图像质量的一种方法，相位差法(Phase Diversity, PD)是利用在成像系统焦面和离焦面采集的短曝光图像，通过最优估计方法得到光学系统的瞬时相位信息，实现波前畸变检测和图像恢复的功能。
本课题着重研究稀疏孔径三子镜望远镜成像及其图像的恢复，用CCD获取焦面像和离焦像，构建目标函数并进行最优化计算。
2. 研究内容和预期目标
研究内容：
本课题是通过相位差异法原理设计实验，研究稀疏孔径三子镜望远镜光学系统的误差对成像质量带来的影响并对图像进行恢复。研究内容分为四部分：稀疏孔径三子镜望远镜成像系统原理、基于遗传算法的两次离焦相位差法的原理、相位差异法实验光路设计和搭建并进行实验、实验结果的分析和总结。具体研究内容如下：
（1）根据三子镜的排列方式推导稀疏孔径望远镜光学成像系统的调制传递函数。
3. 研究的方法与步骤
研究方法：
（1）查阅相关资料，推导三子镜成像系统的调制传递函数；
（2）学习如何根据最大似然估计理论构建目标函数；
（3）根据实验光路，用CCD获取焦面和离焦面上的短曝光图像，根据相位差异法对图像进行恢复。
研究步骤：
前期阶段：了解研究背景，完成开题报告
（1）查阅文献资料，了解课题研究背景
（2）掌握部分稀疏孔径三子镜成像系统的理论
中期阶段：完成课题主要研究内容，推导核心公式，完成中期检查。
（1）推导三子镜成像系统的调制传递函数
（2）根据最大似然估计理论推导目标函数
（3）学会使用Matlab进行模拟和计算
后期阶段：进行相关软件的模拟分析，完成毕业论文的撰写和答辩。
（1）利用数学软件得出相差系数，求解出对应的光学系统的光学传递函数OTF,
进一步得到恢复的图像
（2）撰写毕业论文，制作PPT，完成毕业答辩
4. 参考文献
中文文献：
- 吴泉英. 稀疏孔径光学系统成像研究[d]. 苏州大学, 2006..
- 陈宝华, 胡孟孟, 姜慧,等. 基于遗传算法的稀疏孔径两次离焦相位差法[j]. 光学技术, 2015, 41(3):204-207
- 沈婷婷. golay6结构复杂光瞳及piston误差研究[d]. 苏州大学, 2012.
- 李强, 沈忙作. 基于相位差方法的天文目标高分辨率成像研究[j]. 天文学报, 2007, 48(1):113-120.
- 孙敬建. 稀疏孔径望远镜退化图像复原技术研究[d]. 中国科学院研究生院, 2010.
- 李斐. 相位差波前探测技术及其在图像恢复中的应用研究[d]. 国防科学技术大学, 2011.
- 梁士通, 杨建峰, 薛彬. 基于遗传算法的改进相位差法波前误差传感技术研究[j]. 光学学报, 2010, 30(4):1015-1019.
- 杨磊. phase diversity波前重构的研究及在高分辨图像复原中的应用[d]. 中国科学院研究生院(云南天文台), 2007.
英文文献：
5. 计划与进度安排
第七学期 14—17周 学生网上选题，视学生选题情况作适当调整。选题结束，指导老师向学生下达任务，学生根据要求收集资料。
2022年2月20日-2月26日 毕业论文工作动员，组织指导老师和青年教师进行交流、培训。
2022年2月20日-3月5日 指导教师完成在系统中毕业论文任务书的下发，系主任审核任务书。指导教师向学生讲授所选论题的状况和要求等。
