[發(fā)明專利]波前成像傳感器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080024175.6
• 申請日: 2010-06-03
• 公開（公告）號: CN102449454A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設計）人: 崔喜泉;楊昌輝
• 申請（專利權）人: 加州理工學院
• 主分類號: G01J9/00
• 分類號: G01J9/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 周靖;鄭霞

1.一種波前成像傳感器，包括：

具有孔徑的孔徑層；

具有表面的光檢測器，所述光檢測器被配置為接收通過所述孔徑的光在所述表面處的光投影，所述光檢測器還被配置為基于所接收的光投影分別測量波前的幅度信息和相位信息；以及

在所述孔徑層與所述光檢測器之間的透明層，所述透明層具有一厚度，所述厚度被設計為將所述光檢測器的所述表面定位在接近高菲涅爾數模式中的自聚焦平面處以使所述光投影變窄。

2.根據權利要求1所述的波前成像傳感器，其中，所述光檢測器通過估測所述光投影的橫向位移并且基于所估測的橫向位移確定所述相位信息，來測量在所述孔徑處的所述波前的所述相位信息。

3.根據權利要求2所述的波前成像傳感器，

其中，所述光檢測器包括多個光檢測元件，每個光檢測元件接收信號；以及

其中，所述光檢測器通過估測在所述光檢測器的所述表面上的所述投影的中心來估測所述光投影的橫向位移。

4.根據權利要求1所述的波前成像傳感器，其中，所述光檢測器通過對所述光投影上的強度信號進行求和，來測量在所述孔徑處的所述波前的所述幅度信息。

5.根據權利要求1所述的波前成像傳感器，

其中，所述光檢測器包括多個光檢測元件，每個光檢測元件接收信號；以及

其中，所述光檢測器通過對由所述光檢測元件接收到的所述信號進行求和，來測量在所述孔徑處的所述波前的所述幅度信息。

6.根據權利要求1所述的波前成像傳感器，還包括通信地耦合到所述光檢測器的處理器，所述處理器被配置為基于沿著用戶定義的方向所測量的所述波前的相位信息，來產生相位圖像。

7.根據權利要求1所述的波前成像傳感器，還包括通信地耦合到所述光檢測器的處理器，所述處理器被配置為基于沿著所述孔徑層的軸所測量的所述波前的相位信息來產生相位圖像。

8.根據權利要求1所述的波前成像傳感器，還包括通信地耦合到所述光檢測器的處理器，所述處理器被配置為基于通過所測量的所述波前的相位信息確定的所述波前的相位梯度向量的幅度來產生相位圖像。

9.根據權利要求1所述的波前成像傳感器，還包括在所述孔徑處的透鏡。

10.根據權利要求1所述的波前成像傳感器，其中，所述光投影是與所述自聚焦平面相關聯的最小光投影。

11.一種波前成像傳感器，包括：

具有孔徑陣列的孔徑層；

具有表面的光檢測器，所述光檢測器被配置為接收通過所述孔徑陣列的光在所述表面處的一個或多個光投影，所述光檢測器還被配置為基于所接收的一個或多個光投影來分別測量波前的幅度信息和相位信息；以及

在所述孔徑層與所述光檢測器之間的透明層，所述透明層具有一厚度，所述厚度被設計為將所述光檢測器的所述表面定位在接近高菲涅爾數模式中的自聚焦平面處以使所述一個或多個光投影變窄。

12.根據權利要求11所述的波前成像傳感器，其中，所述孔徑陣列中的孔徑間距緊密。

13.根據權利要求11所述的波前成像傳感器，其中，所述光檢測器包括光檢測元件的多個陣列，其中，光檢測元件的每個陣列被分配給孔徑。

14.根據權利要求11所述的波前成像傳感器，其中，所述光檢測器通過對由分配給所述孔徑中的一個的光檢測元件的陣列接收的強度信號進行求和，來測量在所述孔徑中的所述一個處的所述波前的所述幅度信息。

15.根據權利要求2所述的波前成像傳感器，其中，所述光檢測器被配置為通過估測與所述孔徑中的一個對應的光投影的橫向位移，來測量在所述孔徑中的所述一個處的所述波前的所述相位信息。

16.一種使用波前成像傳感器來分別測量波前的幅度和相位梯度的方法，所述波前成像傳感器具有孔徑層、光檢測器和在所述孔徑層與所述光檢測器之間的透明層，所述方法包括：

接收在所述光檢測器的表面處的光投影，所述光投影來自通過所述孔徑層的孔徑的光，其中，所述表面定位在接近高菲涅爾數模式中的自聚焦平面處，以使所述光投影變窄；

通過估測在所述表面上的所述光投影的中心來估測所述光投影的橫向位移；

使用所估測的所述光投影的橫向位移來測量在所述孔徑處的所述波前的所述相位梯度；以及

通過對由分配給所述孔徑的光檢測元件接收的強度信號進行求和，來測量在所述孔徑處的所述波前的所述幅度。