人眼屈光系统经过长期的进化已经非常智能，但并不完美，存在多种光学像差。除了离焦、像散等低阶像差之外，人眼还存在着许多更加复杂的高阶像差，如彗差、球差、三叶草等。这些高阶像差不但给眼底视网膜高分辨率检查带来挑战，还降低了人眼自身的视觉分辨能力。研究高阶像差与视功能之间的相互关系将有助于提高我们的视光学认识，为优化视觉校正策略和视功能维护提供有益指导。但是，早期的相关研究均为单眼研究，而人类视觉为双眼视觉，其并非单眼的简单叠加。如何有效评价双眼高阶像差对双眼视功能的影响成为单眼像差校正与视功能研究的必然过渡和发展趋势。

摘 要 傅里叶叠层显微成像技术通过拓展频谱的方法合成细节信息更为丰富的单帧图像，实现在大视场下重建高分辨率图像。然而，成像系统中普遍存在的各种像差往往导致成像模糊，重建图像分辨率下降。针对上述问题，本文提出一种基于叠层衍射成像的像差校正方法，在更新频谱和光瞳函数时，通过自适应选取频谱和光瞳函数当前值与最大值的最佳比例，提高了迭代重建的质量。利用上述方法，本文首先重建加载混合像差的仿真图像，并选用峰值信噪比(PSNR)和结构相似性(SSIM)为评价指标。仿真结果表明，相比于传统的嵌入式光瞳恢复算法，本文方法可以大幅提升重建光瞳函数的PSNR和SSIM，分别增长14.9%和 1.4%。为进一步验证算法在真实图像上的有效性，本文采集了人体血细胞样本图像并进行重建，结果表明，重建图像清晰，能够准确分辨细胞轮廓。

该讲义《光学系统的设计与校正》为耶拿大学光学设计大师Herbert Gross编写，对于像差理论及校正方法有详细阐述，光学设计相关人员可参考。

为了校正大扫描视场机载共形窗口引入的像差,提出一种基于固定校正板和透镜阵列的静态校正方法。首先使用固定校正板校正静态像差;然后在像面前安置固定的透镜阵列,利用透镜阵列中的各个透镜单元分别校正不同扫描角度的动态像差;最后基于所提方法设计应用在机载共形光学系统中的像差校正器。设计结果表明,所提方法在±42°的扫描视场范围内能够良好地校正共形窗口引入的像差。与其他动态或静态校正方法相比,所提方法可以实现大扫描视场机载共形光学系统像差的校正,同时降低机载共形光学系统的质量,提高系统的稳定性。

由于飞机共形窗口形状非对称且常常相对于其后成像系统倾斜，使得结构最为简单的旋转对称固定校正器无法应用于飞机共形窗口的像差校正。为了最大程度简化飞机共形校正系统结构，提出了飞机共形窗口像差的二级静态校正，使得固定校正器能够应用于飞机共形窗口的像差校正。第一级静态校正，即通过某种静态校正手段首先校正共形窗口在0°沿轴瞬时扫描视场引入的非对称像差，为固定校正器的使用提供条件；从理论上证明了通过对飞机共形窗口内表面进行消像差设计，可以作为一种校正手段实现第一级静态校正。第二级静态校正，即使用固定校正器校正共形窗口引入的随扫描视场变化而变化的动态像差。阐明了飞机共形窗口像差的二级静态校正原理；基于该校正原理，给出了一个设计实例。