Performance Criterion of Bispectral Speckle Imaging Technique

북스펙트럼 스펙클 영상법의 성능기준

In the case of an imaging system affected by aberrations which are not precisely known, the effect of aberrations can be minimized and near-diffraction-limited images can be restored by introducing artificial random phase fluctuations in the exit pupil of the imaging system and using bispectral speckle imaging. In order to determine the optimum value of the correlation length for Gaussian random phase model, computer simulation is performed for 50 image frames of a point object in the presence of defocus, spherical aberration, coma, astigmatism of 1 wave, respectively. In terms of the criterion of performance, the FWHM of the point spread function, normalized peak intensity, MTF and visual inspection of the restored object are employed. The optimum value for the rms difference $\sigma$ of aberration on the exit pupil in the interval of Fried parameter ${\Upsilon}_0$ is given by 0.27-0.53 wave for spherical aberration, and 0.24-0.36 wave for defocus and astigmatism, respectively. It is found that the bispectral speckle imaging technique does not give good results in the case of coma.

수차가 정확히 알려지지 않은 결상계에 있어서, exit pupil에 인위적인 위상의 random fluctuation을 도입하고 북스펙트럼 스펙클 영상법(bispectral speckle imaging)을 이용하므로서 수차의 효과를 극소화하여 거의 회절한계의 영상을 얻을 수 있다. Defocus, 구면수차, 코마수차, 비점수차가 각각 1파장씩 있을 때, 주어진 사용영상수(50개)에 대해서 Gaussian random phase model의 correlation length가 어느 정도일 때 최적의 결과를 얻을 수 있는지를 점 물체에 대해 컴퓨터 시뮬레이션을 시행하므로서 연구하였다. 평가기준으로서는 복원된 점물체에 대한 point spread function의 FWHM, normalized peak intensity, MTF 그리고 visual inspection을 채용하였는데, exit pupil 위에서 Fried parameter ${\Upsilon}_0$ 범위에 대한 수차의 차의 rms값 $\sigma$가 구면수차에 대해서는 0.27~0.53 파장일 때, defocus와 비점수차에 대해서는 0.24~0.36 파장일 때, 좋은 결과를 주는 것으로 나타났고, 코마수차의 경우에는 좋은 결과를 얻을 수 없었다.