4、高分辨率全光传感技术解析

高分辨率全光传感技术解析

1. 高分辨率全光传感概述

高分辨率全光传感系统能够以高度的细节和清晰度捕捉光场。分辨率指的是在重建图像或光场中可分辨的细节量。高分辨率全光传感的前沿是十亿像素全光传感，即能够捕捉数十亿像素图像的系统，从而产生极高分辨率的光场。

2. 高分辨率全光传感的挑战

• 目标与限制 ：十亿像素成像旨在以高分辨率和宽视场捕捉大规模动态场景，这在许多研究领域中不可或缺。然而，十亿像素成像涉及较大的空间带宽积，传统光学成像系统受光学衍射、几何/色差以及传感器像素限制，几乎无法实现这一目标。
• 成像系统组成与镜头分辨率 ：成像系统由光学组件（镜头）和电子组件（传感器）组成。光学镜头的分辨率受光学衍射和像差问题限制，平面波前在传感器上聚焦成圆形光斑而非理想的点。镜头的分辨率定义为其视场中可分辨光斑的最大数量，即空间带宽积（SBP）。
• 镜头的SBP公式 ：基于镜头系统的缩放定律，镜头的SBP公式如下：
• (R_{diff}(M) = \frac{M^2\Delta x\Delta y}{(\lambda F/#)^2})
• (R_{aber}(M) = \frac{M^2\Delta x\Delta y}{M^2\sigma_g^2})
• (R_{conv}(M) = \frac{M^2\Delta x\Delta y}{(\lambda F/#)^2 + M^2\sigma_g^2})
  其中，(R_{diff}(M))、(R_