[發明專利]一種適用于非均勻光照明的哈特曼波前測量儀

有效

• 申請號: 201210072934.7
• 申請日: 2012-03-19
• 公開（公告）號: CN102589720A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 馬曉燠;母杰;饒長輝;饒學軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G01J9/00
• 分類號: G01J9/00;G01J1/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 成金玉;盧紀

1.一種適用于非均勻光照明的哈特曼波前測量儀，其特征在于包括：分光鏡(1)、光強分布測量儀(2)、重構矩陣計算器(3)、微透鏡陣列(4)、CCD相機(5)、斜率計算器(6)和波前重構器(7)；入射波前(8)經分光鏡(1)后分為波前能量測量部分(9)和波前斜率測量部分(10)；波前能量測量部分(9)進入光強分布測量儀(2)，光強分布測量儀(2)測量入射波前(8)的光功率密度并將光功率密度數據傳遞給重構矩陣計算器(3)，重構矩陣計算器(3)根據入射波前(8)的光功率密度和所需復原像差的類型計算得到重構矩陣送至波前重構器(7)；波前斜率測量部分(10)經微透鏡陣列(4)分割后在CCD相機(5)處形成光斑陣列，CCD相機(5)采集得到的光斑陣列的圖像后傳遞給斜率計算器(6)計算得到被測波前(8)的斜率向量送至波前重構器(7)；最后波前重構器(7)根據斜率向量和重構矩陣計算得到被測波前(8)的相位分布。

2.根據權利要求1所述的適用于非均勻光照明的哈特曼波前測量儀，其特征在于：所述重構矩陣計算器(3)根據入射波前(8)的光功率密度和所需復原像差的類型計算得到重構矩陣的過程為：

(a)給每個有效的子孔徑指定一個編號；

(b)計算第k項澤尼克像差在編號為m的子孔徑處在x方向和y方向的斜率Z_xk(m)和Z_yk(m)，Z_xk(m)和Z_yk(m)的計算公式為：

Zxk(m)=∫∫SI(x,y)∂Zk(x,y)∂xdxdyS·∫∫SI(x,y)dxdyZyk(m)=∫∫SI(x,y)∂Zk(x,y)∂ydxdyS·∫∫SI(x,y)dxdy]]>

其中：Z_k(x，y)為第k項澤尼克多項式，I(x，y)為被測波前(8)的光強分布表達式，由光強分布測量儀測量(2)得到，S為單個子孔徑的面積；

(c)當哈特曼波前傳感器的有效子孔徑總數為M，所需復原的澤尼克像差數為K時，將步驟(b)中計算得到的Z_xk(m)和Z_yk(m)排列為如下的形式，得到復原矩陣D：

D=Zx1(1)Zx2(1)···ZxK(1)Zy1(1)Zy2(1)···ZyK(1)Zx1(2)Zx2(2)···ZxK(2)Zy1(2)Zy2(2)···ZyK(2)············Zx1(M)Zx2(M)···ZxK(M)Zy1(M)Zy2(M)···ZyK(M);]]>

(d)求復原矩陣D的逆矩陣D⁺，D⁺即為所需的重構矩陣。