广域高分辨率成像

设计的广域高分辨率ZCJS系统可实现在10~20km航高时凝视视场为120°×120°，分辨率可达30cm@20km，结合地形智能匹配技术与北斗高精度定位技术，使系统定位精度达到米级，并可同时跟踪60个以上的目标。宽场凝视的工作方式有效实现海陆空态势感知以及地面目标实时定位追踪；以大斜视工作方式实时监测对方境内不小于10km宽区域范围。

图1 大视场高分辨率光学系统成像效果

傅里叶叠层成像

将光学合成孔径技术与相位复原等图像处理算法相结合，研究基于光场调制与解调的成像新体制，解决军事侦察、卫星遥感、气象预测、灾害预防和生物医疗等领域的高分辨率成像需求。

1. 基于反射式傅里叶叠层的相干合成孔径成像

提出了基于反射式傅里叶叠层的相干合成孔径成像，将合成孔径雷达SAR的工作模式扩展至可见光波段。开展了远距离遥傅里叶叠层成像的理论机理研究，搭建了基于反射式傅里叶叠层的远距离演示演示装置。相比于传统的合成孔径成像技术，该系统结构简单，应用条件宽松，仅借助于简单的镜头便可实现高分辨率成像，对于远距离成像具有较高的价值。

图2 Coherent Synthetic Aperture Imaging for Visible Remote Sensing via Reflective Fourier Ptychography[J]. Optics Letters, 2021, 46(1): 29-32. (SCI)

2. 用于变化像差校正的傅里叶叠层成像方法

提出了一种用于变化像差校正的扫描式傅里叶叠层成像方案PDFP。使用该成像方法PDFP对分辨率板进行成像，并展示了高分辨率重建和系统变化像差校正的能力。证明了PDFP在孔径扫描过程中对光瞳函数的正确恢复以及重建图像质量的提升；该方法能够允许FP技术使用大孔径大像差的简单透镜进行成像，扩大了FP的应用范围，对工业检测如晶圆成像和远距离成像等领域有所帮助。

图3 用于变化像差校正的相位差傅里叶叠层成像方法

Phase Diversity-Based Fourier Ptychography for Varying Aberration Correction[J]. Frontiers in Physics, 2022, 10:848943. (SCI)

3. 用于绕过衍射波带片光学分辨极限的旋转傅里叶叠层成像方法

提出了通过使用衍射仪绕过波带片光学分辨率极限的显微高分辨成像方案。所提出的装置的最终可实现分辨率不是由所使用的二元波带片的最小宽度结构决定的；相反，它是由平面外旋转的最大角度决定的。该方法对分辨率靶标和二氧化钛样品实现了8倍的分辨率提升。所提出的方法可以绕过制造高精度衍射元件所面临的困难，从而为具有极端波长的显微高分辨成像开辟新的途径。

图4 用于绕过衍射波带片分辨极限的装置演示及其重建结果

Bypassing the resolution limit of diffractive zone plate optics via rotational Fourier ptychography. Optics Communications. 493. 127031. 10.1016/j.optcom.2021.127031. (SCI)