中文摘要：

建立具有高分辨率和大景深特征的新型成像系统的理论模型，并完成新型成像系统效果的实验验证。通过设计多焦距同心环构成的非球面，在像方获得某种焦距下的清晰像和其它焦距下的模糊像的混合，之后通过去卷积的图像恢复算法得到清晰图像，达到扩展成像系统景深的目标；同时采用中心遮拦的方法，使成像系统衍射图样的中央亮斑变窄，提高系统的分辨率。以同参数下传统成像系统的衍射极限作为双缝或双孔的距离，根据非平行标量衍射理论

结论摘要：

本课题将中心遮拦和相位编码两种滤波器的特性进行有效的结合，构建一种新型的具有优良性能的成像系统。其工作重点主要由两个方面组成。第一，探索用于扩大光学系统景深的非球面相位掩膜板的最佳形状；第二，寻找合适的中心遮拦范围和样式使得波前编码系统在分辨率和景深两个参量之间达到平衡。带有中心遮拦的波前编码系统是通过一种复合滤波的方式来对传统光学系统性能进行修改的，本质上讲是一个强度滤波器。它的引入可以减小系统的对焦点扩散函数主瓣的宽度从而使系统分辨率得以提高。同时它能够使系统的光学传递函数对于离焦以及和离焦有关的像差不敏感，从而达到景深延拓的目的。然而，单纯地使用中心遮拦会导致系统的通光量急剧下降而使最终图像的信噪比变得不可忍受。引入全孔径波前编码系统后，则可以只对光波的相位进行编码，从而在扩展系统景深的前提下最大幅度地使用通光孔径。本课题完成此项研究的理论分析、系统建模，通过建立新型成像系统的理论模型，研究了改善分辨率和景深的机理和中间像的恢复算法，取得了良好的效果。