[發明專利]具有PD圖像處理功能的液晶自適應光學系統的設計

有效

• 申請號: 201710674427.3
• 申請日: 2017-08-09
• 公開（公告）號: CN107402447B
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 宣麗;楊程亮;張佩光;李大禹;姚麗雙;徐煥宇;曹召良;穆全全;彭增輝;劉永剛;張杏云;王玉坤;王少鑫;王啟東;徐梓浩
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;G02F1/1335
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所(普通合伙) 22210
• 代理人: 南小平

1.具有相位差波前重構圖像處理功能的液晶自適應光學系統的設計方法，其特征是：

原理光學系統由分光鏡(12)、第二透鏡(7)、第三透鏡(8)、波前探測器(13)、第四透鏡(9)、第五透鏡(10)、偏振分光棱鏡(14)、第一液晶波前校正器(15)、第二液晶波前校正器(16)、反射鏡(17)、CCD相機(18)組成；分光鏡(12)與接收光學系統后的平行光束對接，是進行譜段分光的高通濾波器，用來使接收的平行光束分別進入波前探測支路和校正成像支路，其中使長波段的光透射、進入校正成像支路，而將短波段的光反射、同時90°折束進入波前探測支路；波前探測支路的第二透鏡(7)和第三透鏡(8)構成縮束透鏡組，將進入波前探測支路的光束縮束為與波前探測器(13)的口徑一致，使之完全進入波前探測支路終端的波前探測器(13)中；位于分光鏡(12)之后的校正成像支路上的第四透鏡(9)和第五透鏡(10)為另一縮束透鏡組，將進入校正成像支路的光束縮束為與第一液晶波前校正器(15)和第二液晶波前校正器(16)的口徑一致，第一液晶波前校正器(15)和第二液晶波前校正器(16)的口徑是相同的，另外第五透鏡(10)的軸線相對第四透鏡(9)的軸線下移4mm～5mm，使得通過第五透鏡(10)的光束為偏心入射，從第五透鏡(10)出射光束產生2°～3°的傾斜，然后以2°～3°入射角進入偏振分光棱鏡(14)，又被偏振分光棱鏡(14)分成透射的P偏振光和反射的且90°折束的S偏振光，分別在偏振分光棱鏡(14)后的透射光束處設置第一液晶波前校正器(15)且其e光光軸平行P偏振方向、在90°折束的反射光束處設置第二液晶波前校正器(16)且其e光光軸平行S偏振方向，所謂e光光軸即液晶取向方向，經第一液晶波前校正器(15)和第二液晶波前校正器(16)校正后的P、S偏振光束被反射回偏振分光棱鏡(14)，且相對入射光束以4°～6°的光束夾角再次到達第五透鏡(10)，此時，反射光束與入射光束的中心間距為4mm～5mm、然后到達與傳播方向成45°角的反射鏡(17)，使光束折束90°并聚焦在校正成像支路終端的CCD相機(18)上；在紙面內順時針旋轉第二液晶波前校正器(16)，使其法線偏離入射的S偏振光束光軸0.3°～0.4°，觀測CCD相機(18)，在其不同區域同時能得到P偏振光束的成像和S偏振光束的成像，兩個圖像既不重疊也沒有偏出CCD相機(18)；

令上述系統中的波前探測器(13)、第一液晶波前校正器(15)、第二液晶波前校正器(16)、CCD相機(18)都與存儲有自適應波前校正成像控制軟件的計算機相連；

利用所搭建的上述液晶自適應光學系統，采集自適應波前校正后的焦面圖像和離焦圖像：

1)開啟自適應波前校正成像控制軟件，發生如下過程：波前探測器(13)探測畸變的波前，計算機將探測信號處理為波前校正信號，并分別施加到第一液晶波前校正器(15)和第二液晶波前校正器(16)上，同時在第二液晶波前校正器(16)上疊加PV值為400nm～500nm的離焦像差，CCD相機(18)采集到自適應波前校正后被成像目標的焦面圖像和離焦圖像；

2)采用相位差波前重構圖像處理方法對采集到的焦面圖像和離焦圖像進行殘留畸變波前解析，使用解出的波前對采集到的焦面圖像進行圖像重建，獲得比液晶自適應光學系統焦面圖像更高分辨率的目標圖像。