光学合成孔径成像技术及发展现状

乔彦峰; 刘 坤; 段相永

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光学合成孔径成像技术及发展现状

乔彦峰 , 刘坤 , 段相永 ,

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乔彦峰, 刘坤, 段相永, . 光学合成孔径成像技术及发展现状[J]. 中国光学, 2009, 2(3): 175-183.

引用本文:

乔彦峰, 刘坤, 段相永, . 光学合成孔径成像技术及发展现状[J]. 中国光学, 2009, 2(3): 175-183.

QIAO Yan feng, LIU Kun, DUAN Xiang-yong, . Optical synthetic aperture imaging techniques and development[J]. Chinese Optics, 2009, 2(3): 175-183.

Citation:

QIAO Yan feng, LIU Kun, DUAN Xiang-yong, . Optical synthetic aperture imaging techniques and development[J]. Chinese Optics, 2009, 2(3): 175-183.

光学合成孔径成像技术及发展现状

乔彦峰^1,,
刘坤^1,2,
段相永^1,2,

1.
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春 130033;
2.
中国科学院研究生院，北京 100039

详细信息

通讯作者: 乔彦峰

中图分类号: TH743

Optical synthetic aperture imaging techniques and development

1.
Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China;
2.
Graduate University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100039,China

摘要: 基于干涉成像理论介绍了合成孔径成像技术原理。分别从成像过程、成像特性、视场大小、适用范围等方面对迈克尔逊型和菲索型两种合成孔径成像系统做了对比，重点介绍了这两种类型合成孔径望远镜在地基系统和天基系统上的应用、发展现状及发展趋势，指出迈克尔逊型合成孔径望远镜将会向着长基线、复杂基线结构的方向发展，而菲索型合成孔径望远镜则会向着复杂孔径排列结构的方向发展，以组成等效孔径为其子孔径几倍甚至几十倍的系统。与传统光学系统相比，合成孔径系统具有分辨力高、镜面加工难度小、易折叠、重量轻等特点，是实现高分辨力光学成像的一种有效途径，幸运成像、分布发射与在轨装配、无支撑薄膜望远镜等各种新技术都可以引用到合成孔径技术中来。
- 合成孔径成像 /
- 干涉成像 /
- 望远镜
Abstract: On the basis of the theory of interferometric imaging, this paper introduces the theory of optical synthetic aperture imaging technique. Then, two types of synthetic aperture imaging systems, Michelson interferometry and Fizeau interferometry, are compared in imaging processes, imaging characteristics, sizes of visual field and the scopes of application, and the present situation and developing trends of both Michelson and Fizeau synthetic aperture telescopic systems for ground based and spacebased are described. It points out that the development of the former will focus on the long and complex base line structures and the latter will emphasize the complex apeature arragement to form a equivalent aperture that is several times or tens times that of original one. Compared to traditional optical systems, the optical synthetic aperture system is characterized by its high resolving powers， small mass and costs and easy to be folded, so it is a useful approach to higher resolving powers. Finally, it is proposed that several kinds of new techniques such as lucky imaging, launching by module and assembly in an orbit, unsupported membranes can be also introduced into the synthetic aperture imaging technique.
- synthetic aperture imaging /
- interference imaging /
- telescope

[1]	逯诗桐, 张天一, 张晓辉. 大口径空间巡天望远镜子孔径拼接平场定标法 . 中国光学, 2020, 13(5): 1094-1102. doi: 10.37188/CO.2019-0252
[2]	吴文达, 张葆, 洪永丰, 张玉鑫. 机载红外与合成孔径雷达共孔径天线设计 . 中国光学, 2020, 13(3): 595-604. doi: 10.3788/CO.2019-0160
[3]	安玲坪, 王爽, 张耿, 李娟, 刘学斌. 大孔径静态干涉成像光谱仪径向畸变导致谱线偏移误差的校正方法 . 中国光学, 2020, 13(6): 1-8. doi: 10.37188/CO.2020-0084
[4]	陈胜楠, 姜会林, 王春艳, 陈哲. 大倍率离轴无焦四反光学系统设计 . 中国光学, 2020, 13(1): 179-188. doi: 10.3788/CO.20201301.0179
[5]	王洪亮, 梁静秋, 梁中翥, 王维彪, 吕金光, 秦余欣. 傅立叶变换型线偏振干涉成像系统分析与设计 . 中国光学, 2019, 12(3): 638-648. doi: 10.3788/CO.20191203.0638
[6]	李明磊, 吴谨, 白涛, 万磊, 李丹阳. 大随机相位误差下条带模式合成孔径激光雷达成像实验 . 中国光学, 2019, 12(1): 130-137. doi: 10.3788/CO.20191201.0130
[7]	董磊, 卢振武, 刘欣悦. 3种主动合成孔径成像技术极限探测能力的分析与比较 . 中国光学, 2019, 12(1): 138-147. doi: 10.3788/CO.20191201.0138
[8]	安其昌, 张景旭, 杨飞, 赵宏超, 曹海峰. 大型合成孔径望远镜标准化点源敏感性分析 . 中国光学, 2019, 12(3): 567-574. doi: 10.3788/CO.20191203.0567
[9]	张卫国. 海面太阳耀光背景下的偏振探测技术 . 中国光学, 2018, 11(2): 231-236. doi: 10.3788/CO.20181102.0231
[10]	王智, 沙巍, 陈哲, 王永宪, 康玉思, 罗子人, 黎明, 李钰鹏. 空间引力波探测望远镜初步设计与分析 . 中国光学, 2018, 11(1): 131-151. doi: 10.3788/CO.20181101.0131
[11]	周程灏, 王治乐, 朱峰. 大口径光学合成孔径成像技术发展现状 . 中国光学, 2017, 10(1): 25-38. doi: 10.3788/CO.20171001.0025
[12]	邓永停, 李洪文, 王建立. 大型望远镜交流伺服控制系统综述 . 中国光学, 2015, 8(6): 895-908. doi: 10.3788/CO.20150806.0895
[13]	王智, 马军, 李静秋. 空间引力波探测计划-LISA系统设计要点 . 中国光学, 2015, 8(6): 980-987. doi: 10.3788/CO.20150806.0980
[14]	黄龙, 潘年, 马文礼, 黄金龙. 拼接式编码器测角误差分析及试验 . 中国光学, 2015, 8(3): 464-470. doi: 10.3788/CO.20150803.0464
[15]	明名, 吕天宇, 吴小霞, 郝亮, 赵金宇. 大气色散对4m望远镜成像分辨力的影响与校正 . 中国光学, 2015, 8(5): 814-822. doi: 10.3788/CO.20150805.0814
[16]	李宗轩, 金光, 张雷, 孔林. 3.5 m口径空间望远镜单块式主镜技术展望 . 中国光学, 2014, 7(4): 532-541. doi: 10.3788/CO.20140704.0532
[17]	王富国, 杨飞, 赵宏超, 苏燕芹, 陈宝刚. TMT望远镜三镜系统的研究进展 . 中国光学, 2013, 6(5): 643-651. doi: 10.3788/CO.20130605.0643
[18]	潘年, 马文礼. 拼接式钢带光栅编码器测角误差分析与修正 . 中国光学, 2013, 6(5): 788-794. doi: 10.3788/CO.20130605.0788
[19]	段相永, 乔彦峰, 王永伟, 孙玉铭. 菲索式合成孔径望远镜光学系统设计 . 中国光学, 2012, 5(4): 380-387. doi: 10.3788/CO.20120504.0380
[20]	王晓明, 乔彦峰. 地基多孔径成像系统验证实验设计 . 中国光学, 2010, 3(6): 671-678.

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光学合成孔径成像技术及发展现状

1. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春 130033;

2. 中国科学院研究生院，北京 100039

通讯作者: 乔彦峰

收稿日期: 2009-03-11
修回日期: 2009-05-13
刊出日期: 2009-06-20

中图分类号: TH743

关键词:

合成孔径成像 /

干涉成像 /

望远镜

摘要: 基于干涉成像理论介绍了合成孔径成像技术原理。分别从成像过程、成像特性、视场大小、适用范围等方面对迈克尔逊型和菲索型两种合成孔径成像系统做了对比，重点介绍了这两种类型合成孔径望远镜在地基系统和天基系统上的应用、发展现状及发展趋势，指出迈克尔逊型合成孔径望远镜将会向着长基线、复杂基线结构的方向发展，而菲索型合成孔径望远镜则会向着复杂孔径排列结构的方向发展，以组成等效孔径为其子孔径几倍甚至几十倍的系统。与传统光学系统相比，合成孔径系统具有分辨力高、镜面加工难度小、易折叠、重量轻等特点，是实现高分辨力光学成像的一种有效途径，幸运成像、分布发射与在轨装配、无支撑薄膜望远镜等各种新技术都可以引用到合成孔径技术中来。

English Abstract

Optical synthetic aperture imaging techniques and development

1. Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China;

2. Graduate University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100039,China

Received Date: 2009-03-11
Rev Recd Date: 2009-05-13
Publish Date: 2009-06-20

Keywords:

Abstract: On the basis of the theory of interferometric imaging, this paper introduces the theory of optical synthetic aperture imaging technique. Then, two types of synthetic aperture imaging systems, Michelson interferometry and Fizeau interferometry, are compared in imaging processes, imaging characteristics, sizes of visual field and the scopes of application, and the present situation and developing trends of both Michelson and Fizeau synthetic aperture telescopic systems for ground based and spacebased are described. It points out that the development of the former will focus on the long and complex base line structures and the latter will emphasize the complex apeature arragement to form a equivalent aperture that is several times or tens times that of original one. Compared to traditional optical systems, the optical synthetic aperture system is characterized by its high resolving powers， small mass and costs and easy to be folded, so it is a useful approach to higher resolving powers. Finally, it is proposed that several kinds of new techniques such as lucky imaging, launching by module and assembly in an orbit, unsupported membranes can be also introduced into the synthetic aperture imaging technique.

乔彦峰, 刘坤, 段相永, . 光学合成孔径成像技术及发展现状[J]. 中国光学, 2009, 2(3): 175-183.

引用本文:

乔彦峰, 刘坤, 段相永, . 光学合成孔径成像技术及发展现状[J]. 中国光学, 2009, 2(3): 175-183.

QIAO Yan feng, LIU Kun, DUAN Xiang-yong, . Optical synthetic aperture imaging techniques and development[J]. Chinese Optics, 2009, 2(3): 175-183.

Citation:

QIAO Yan feng, LIU Kun, DUAN Xiang-yong, . Optical synthetic aperture imaging techniques and development[J]. Chinese Optics, 2009, 2(3): 175-183.

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通讯作者: 乔彦峰

Optical synthetic aperture imaging techniques and development

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光学合成孔径成像技术及发展现状

1. 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033; 2. 中国科学院 研究生院，北京 100039

通讯作者: 乔彦峰

English Abstract

Optical synthetic aperture imaging techniques and development

1. Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China; 2. Graduate University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100039,China

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1. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春 130033;

2. 中国科学院研究生院，北京 100039

1. Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China;

2. Graduate University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100039,China