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相比于传统的使用激光穿越毛玻璃产生赝热光源等方法,稀疏阵赝热光源有诸多优点。比如:可以同时实现高的发射能量和高的采样速率等。但是,现有的稀疏阵赝热光源所对应的光场具有较强的周期性结构,导致成像视场极小,难以转化到具体的工程应用当中,故对现有的稀疏阵赝热光关联成像系统进行改进和优化,扩大有效成像视场具有重要实际意义。 本论文采用遗传算法,对稀疏阵赝热光源的阵列构型进行了优化设计,使得赝光源的所对应光场的周期性被充分破坏,从而扩大了有效成像视场,消除了成像过程中产生的伪像。同时,提出一种使用稀疏排布的小尺寸单像素探测器阵列替代大尺寸桶探测器的方法,并且使用遗传算法对稀疏接收系统的阵型进行了优化。在此基础上,设计出了一种光纤稀疏阵可预置赝热光源方案,有望发展成为一套高发射能量、高采样速率的激光遥感探测成像系统。 论文的安排如下: 第一章为引言,简单阐述了本论文选题的研究背景和意义,并且阐明了稀疏发射和稀疏接收系统应用于关联成像系统中的优势,以及对稀疏发射和稀疏系统的构型进行优化设计的必要性。 第二章简单介绍了关联成像和遗传算法的相关知识和研究进展,并且介绍了稀疏阵赝热光源中的重要参数,提出了以G2函数为赝热光场的评价标准;以及通过介绍稀疏阵赝热光成像系统的研究现状指出对其结构进行优化设计的重大意义;并且给出了使用遗传算法进行优化设计的大体思路。 第三章介绍了基于遗传算法的稀疏阵赝热光源和稀疏接收阵列构型优化设计的具体过程,对于针对问题模型从而改进的遗传算法的细节进行了详细说明。然后给出了优化设计后的稀疏发射和稀疏接收系统的仿真和实验测试结果,验证了其有效性及优越性。最后,以计算机仿真的形式,通过比较优化设计的稀疏发射和稀疏接收系统在不同性噪比噪声下的成像结果和无噪声下的成像结果的MSE量化分析了其抗噪性。 第四章首先阐明了研发一种光纤稀疏阵可预置赝热光源的重要意义,然后给出了设计这样一种赝热光源的基本思路,最后给出了这种光纤稀疏阵可预置赝热光源的具体结构设计。 第五章对本文所做的工作作了总结,并对下一步的研究工作提出了建议。