raph.消色差拓展景深和超分辨成像的光學和圖像處理端到端優化技術背景：自然界中動物的視覺系統通常高度適應其生存環境，而人類shi界中數字成像系統在被廣泛應用于各種場景的情況下，卻被設計成只模擬人眼。盡管這種通用設計在有些場合很成功，但是，我們不禁要問：對于一個特定的任務，什么樣的相機設計才是非常好的呢？為了回答這個問題，在過去的二十年里，人們開始探索針對特定領域的計算相機。通過聯合設計相機光學和圖像處理算法，計算相機能比傳統通用成像系統在特定任務上具有更優的性能。計算相機已經在一系列應用中展現出其能力。如拓展景深，超分辨，寬動態范圍成像等。當前不足：過往在計算相機上的探索是啟發式的，并沒有考 ...

會引入更大的色差。基于計算設計的超表面光學(meta-optics)是成像器小型化的可行手段之一。超薄的meta-optics使用亞波長級納米天線(nano-antennas)，以比傳統的衍射光學元件(DOE)更大的設計自由度和空間帶寬積來調制入射光。此外，meta-optical散射體豐富的模態特性使得其比DOE具有更多的能力，如偏振、頻率、角度多路復用等。meta-optics可以使用廣泛可用的集成電路代工技術制造(如深紫外光刻(DUV))，而無需基于聚合物的DOE或二元光學器件中使用的多個蝕刻步驟、金剛石車削或灰度光刻(grayscale lithography)。盡管meta-opti ...

透鏡L3是消色差雙膠合透鏡，焦距200mm.目鏡L6是Nikon AF-S 50-mm f/1.4D鏡頭。L4和L5是同樣的Nikon鏡頭，構成4f系統。L4、L5和4mm光闌(iris)一起濾掉高階衍射光。所用LED為880mW白光LED,匹配全帶寬為10nm的，中心波長分別為633、532、460nm的濾光片。LED耦合進纖芯直徑200um的多模光纖輸出。SLED模組(EXALOS RGB-SLED engines)單模光纖輸出，z大輸出功率5mW,中心波長分別為635、510、450nm。實驗結果：參考文獻：Yifan PengSuyeon ChoiJonghyun KimGordon ...

光學資源放在色差的校正上。協同設計的準則是，設計人員基于以最小的代價獲得最佳的性能的原則選擇光學上或者計算上解決某個問題。4.3c 集成集成設計考慮成像過程中光學模塊和計算的相互影響。目的是通過計算來提高光學模塊的成像性能，或在維持或提高成像性能的前提下替換掉光學元件。不管是哪種情況，光學模塊都被設計用于獲取不同于傳統光學的PSF，經過處理后，可以獲得在某方面屬性上得到提升的PSF。參考方程（21），我們的目的是設計一個光學模塊H和處理T，兩者結合產生一個響應Z 。如果T是線性的。光學-數字的聯合設計，反應了圖像形成的承載是跨域共享的這一個哲學理念。以一個紅外成像系統為例。若要使得系統的調制傳 ...

的。標準的消色差透鏡的設計不僅可以最小化色差，而且通常還可以最小化球差。但是，這種優化只是針對軸上的光。因此，當準直激光束通過標準消色差透鏡離軸掃描時，光束存在明顯像差，包括球差、慧差、像散和場曲。然而，如前面在5.2節中討論的，某些鏡頭是專為掃描應用設計和優化的。圖19顯示了消色差透鏡和用于遠心掃描的掃描透鏡（均為商業上）的比較；圖中顯示了兩個鏡頭在掃描范圍內的聚焦質量和焦平面的曲率。由于掃描鏡頭的優越性能，其中兩個將用于掃描鏡和物鏡后背孔徑之間的中繼系統(如圖20所示).圖21展示了商用掃描鏡頭獲取大FOV圖像的能力。如圖所示為ZEMAX對商業消色差透鏡和商業遠心掃描透鏡的離軸聚焦性能的比 ...

折射無法消除色差，制造出了基于反射的成像系統，后續也有其他人基于反射原理設計成像系統）。從這些開始，成像依托于四項基礎技術的進步得到了發展，這四項技術是：光學材料（如玻璃和聚合物）、換能器（包括膠片和電子探測器，人眼除外）、光源（從蠟燭、弧光燈、白熾燈到LED和激光器）和處理技術（通過生物、電子或其它的處理技術）。今天所有的成像器材都是基于這四項技術制造而成的。在這一章節，我們根據當時對技術的理解以及技術水平劃分了5個成像周期。在這一章節討論了4個周期，最后一個周期是計算成像，后續章節描述。每個周期的年代劃分是粗略劃分的，并不意味著固定不變。第一個周期是古代，在此時，盡管已經有了玻璃，但是工匠 ...

統包括兩個消色差透鏡，一個向列型液晶空間光調制器（LCOS）SLM（Meadowlark，XY系列，512x512像素，像素大小=15微米，設計波長=532納米）和一個偏振分光器，用于過濾未被SLM調制的X偏振光。第1個消色差透鏡在SLM上轉發光束。第二個中繼鏡頭確保在EMCCD上對熒光物體進行奈奎斯特采樣。顯微鏡配備了一套波長為405nm、488nm、561nm和642nm的合束激光器。這個配置增加了一個用于校準SLM的第二個光路。這個空降光調制器校準光路是為測量入射到SLM上的X和Y偏振光之間的延遲差而設計的，為了測量某個SLM像素的調制，需要將SLM映射到校準路徑的相機上。這種映射是通過 ...

測量。? 消色差，對應所有波段消色差。? 納米級別測量精度。易用的? 緊湊的。? 易于準直的。? 能快速獲取分析結果。三、Kaleo Kit適宜多種應用場合 望遠鏡準直與表征 凹?鏡測量大直徑平面光學特性測量：濾光片、窗口、偏振光學 任意配置的?直徑鏡頭和物鏡測量離軸鏡頭測量Phasics是一家專門從事相位測量的法國公司。Phasics向其客戶提供全系列的產品，所有這些都是基于獨特的技術，即四波側向剪切干涉技術。Phasics波前傳感器體積小、結構緊湊，分辨率高、動態范圍大，并且易于使用。非常適合集成在用戶的光路中用于光學元件及組件的計量。另一方面，Phasics也提供定制化的量測系統。可以根 ...

，這是一種消色差的技術，因此白光和LED光源非常適合。此外，可以使用任何顯微鏡進行測量，并且不依賴于偏振。如上圖光路所示，SID4相機位于被測物體的成像面進行探測，使用簡單。SID4相位成像相機可以集成在商業反射顯微鏡或專用光學系統上。SID 和 AFM 測量比較圖中紅線部分是Phasics測量結果，黑線位AFM測量結果。使用AFM測量表面缺陷，和使用SID4相位成像相機一次測量成型的結果對比。SID4 與 光學輪廓測量儀 對比使用SID4 HR定量測量，以及白光光學輪廓儀測量結果的對比。兩個報告中，第一個側重于輪廓，第二個側重于深度測量。測量結果Phasics是一家專門從事相位測量的法國公司 ...

生球差和位置色差。一般對三種色光分別作近軸光線、0.707 帶光線和邊緣光線的追跡后,就可算出像差值和畫出如下圖所示的三 色球差曲線。據此可全面判斷軸上點像差的校正狀況。垂軸平面上近軸軸外點或大孔徑小視場系統的軸外點,只要根據軸上點光線的追跡結果，就能通過計算正弦差值來判知其 像質。遠離光軸的點會產生所有像差,因此需對軸外點進行全部像差的計算。這種計算至少應對邊緣視場和 0.707視場點進行，每點的孔徑取值與軸上點相同。對于絕大多數能以二級像差表征高級像差的光學系統，以上計算已足夠。對于那些不能忽略高級像差的系統，計算的光線數應該有所增加。 一般計算六個視場點，取值為 Kw = -1，-0.8 ...