激光干涉成像技术研究

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成像过程的本质是获取目标强度反射率分布函数的过程。激光干涉成像的基本方式是,利用激光在空域形成干涉条纹场,当目标同条纹场间有相对运动动时,其产生的回波信号强度会发生变化,利用探测器探测回波强度,再将此强度信号进行处理,便可获得目标强度反射率分布函数,达到还原像的目的。在本文中,回波强度信号被证明是目标强度反射率函数同条纹强度函数的卷积,因此在条纹强度函数已知的情况下,可以从回波强度信号中提取出目标强度反射率信息。从频域的角度来看,可以将条纹扫描目标看作是目标频谱的加窗过程,窗的形式决定于条纹的形式。要重建具有一定分辨率的像,必须获取具有一定带宽的目标二维频谱。另一个比较重要的因素是,对一般连续目标,其强度反射率函数的功率谱是集中在零频和低频的,因此构建功率谱集中在零频和低频的条纹是很重要的。经过两年多来的研究,取得了一些进展,理论方面:1) 以频域分析的方式对激光干涉条纹成像原理进行了阐述; 2) 研究了环状干涉条纹成像的分辨率;3) 给出了偏心环状干涉条纹偏心量的选取依据;4) 研究了目标运动对自干扰项的影响及抑制自干扰项的方法;5) 提出利用空间频率渐变直线条纹成像的概念,包括多方向扫描成二维像和一次相对运动成二维像。实验方面:1) 在实验室利用环状干涉条纹对0.52米远的散射目标成像,获得了较好质量的目标二维像;2) 完成了利用变空间频率直线条纹多方向扫描目标时的回波数据重建目标二维像的实验室实验;3) 完成了变空间频率直线条纹对一次经过条纹场的目标成二维像的实验室实验;4) 在约60米的距离上形成了清晰的环状条纹,条纹参数与估算的结果比较一致;在约50米的距离上形成了清晰的空间频率渐变直线干涉条纹,条纹参<WP=6>5) 数与估算的结果比较一致。上述的理论和实验进展表明,激光干涉条纹成像有很大潜力。
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