新“纳米卫星系统”以更低成本获取更好的图像！

本·古里安大学(Ben-Gurion University)研究人员开发了一种新的卫星成像系统，可以彻底改变太空相机甚至地球望远镜所能提供的经济和图像。BGU电子与计算机工程系Joseph Rosen教授指导下的博士生Angika Bulbul说：这项发明完全改变了太空探索、天文学、航空摄影等领域的成本。在《光学》上发表的一篇论文中，研究人员证明，牛奶盒大小的球形(环形)纳米卫星能够捕捉到与当今望远镜上使用的全框架、透镜或凹面镜系统分辨率相当的图像。

之前关于远距离摄影的一些假设是不正确的，发现只需要望远镜镜头的一小部分就可以获得高质量图像。即使使用的是镜头的周界孔径，低至0.43%，也能够获得与基于镜像/透镜的成像系统的全孔径区域类似的图像分辨率。因此可以削减巨大的成本，时间和材料所需的巨大传统光学空间望远镜与大型曲面镜。为了展示旋转望远镜(SMART)系统合成边缘孔径的能力，研究小组建立了一个带有圆形子孔径阵列的微型实验室模型，研究图像分辨率，并将其与全透镜成像进行比较。

研究简介：

空间和地面望远镜成像的分辨率常常受到光学系统有限孔径的限制。改研究提出了一种新的基于合成孔径的成像系统，该成像系统的两个物理子孔径仅分布在合成孔径的周边。证明最小二亚孔径面积仅为全合成孔径面积的0.43%。提出光学结构的灵感来自一种装置，在这种装置中，两颗同步卫星只沿着合成孔径的边界移动，并从观察到的场景中捕捉一些光模式。这两颗卫星反射的光会干扰位于第三颗卫星上的图像传感器。对所有干扰模式的总和进行处理，得到的场景图像质量可与完全合成孔径获得的图像媲美。

图片：CC0 Public Domain

该系统基于非相干编码孔径全息技术，利用伪随机编码相位掩模调制从目标衍射的光。被调制的光被记录下来并进行数字处理，以产生物体的三维图像。本文提出了一种双同步次光阑成像的实验模型。实验结果证明，沿合成孔径边界的采样足以产生具有完全合成孔径分辨率的图像。与其他合成孔径方案不同的是，不需要对孔径边界以外的任何其他部分进行采样。因此，在数据采集过程中，可以大大节省时间和/或设备。

博科园-科学科普｜研究/来自：本·古里安大学

参考期刊文献:《Optica》

论文DOI：10.1364/OPTICA.5.001607

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