提出运用非线性规划及目标规划法,在给定斯特雷耳比S(超分辨模型和艾里模型主瓣最大亮度比)的条件下,设计出使成像系统的横向、轴向及三维分辨率分别达到最大值的环形振幅型超分辨光瞳滤波器。给出超分辨优化设计模型和实例,并作图验证其结果。对超分辨率伴随的旁瓣效应,把滤波器应用于共焦扫描系统,可有效地抑制旁瓣,提高成像信噪比和对比度。此方案用于三区以上振幅型超分辨滤波器及环形纯相位超分辨光瞳滤波器的设计,为超分辨滤波器的设计提供了参考。

提出一种改进的漏光型环形光瞳滤波器以期达到三维超分辨效果。对该光瞳滤波器与单透镜系统相结合的横向和轴向特性进行了详细分析，并给出了一个具有三维超分辨特性的光瞳实例。结果表明这种改进的漏光型光瞳滤波器具有三维超分辨能力，由于其轴向旁瓣强度太大，故利用共焦扫描成像系统点扩散函数乘积性抑制旁瓣，并取得较好的三维超分辨效果。

通过对共焦三维形貌检测术的分析，根据超分辨理论，在共焦系统中加入环形光瞳滤波器，以期延长系统的动态检测范围，并提高系统的横向分辨率。理论和实验结果表明该方法在适当牺牲轴向分辨率的条件下，能有效地延长系统的动态检测范围，且提高其横向分辨率。

运用适当形式的光瞳滤波器（变迹术）可以改变成像系统点振幅响应的分布，使其具有类似于冲击函数(Dirac-delta函数)的形式，这样就有可能实现光学超分辨，但变迹术的运用往往会因其强烈的旁瓣效应而导致成像系统对比度的急剧下降。本文提出的共焦型超分辨方案则能有效地抑制上述旁瓣。此外，本文还进一步提出了实现三维光学超分辨的理论框架。

为研究连续型相位光瞳滤波器对光学成像系统成像效果的影响，并实现对远场光学成像系统分辨率的提升，设计了一种多项式函数形式的相位型光瞳滤波器，证明其可以实现三维超分辨。给出了其与一种典型三区型相位光瞳滤波器的超分辨效果的对比。通过对比可以发现，在分辨效果的改善上，横向分辨率有明显提升，但施特雷尔比会有所下降。此外，由于此种形式光瞳滤波器可以通过提高多项式次数来增加可调参数，因此其对超分辨效果的提升还有一定的改善空间。关于多项式函数形式的相位光瞳滤波器的计算结果，对实际中制作连续相位型光瞳滤波器亦有一