[发明专利]一种波前控制方法

说明书

本发明涉及一种波前控制方法，属于自适应光学技术领域，所述方法为利用波前传感器获得入射光束的波前像差，分析得到低阶像差和高阶像差，根据变形镜响应函数、低阶像差和高阶像差特征，驱动变形镜的驱动器处于互锁模式，以校正低阶像差，驱动变形镜的驱动器处于解锁模式，以校正高阶像差，相比于传统的波前控制方法，本发明中变形镜的驱动器通过互锁模式和解锁模式的切换，实现了变形镜响应函数的变化，进而实现对低阶像差和高阶像差的同时校正，仅使用一个变形镜达到传统波前控制方法中两个变形镜的校正效果，降低了系统的复杂度及制作成本，具有较好的应用推广前景。

技术领域

本发明属于自适应光学技术领域，具体地说涉及一种波前控制方法。

背景技术

波前畸变严重影响了激光光束质量，为了消除波前畸变，自适应光学技术被广泛应用，如Performance of a MEMS-based AO-OCT System using FourierReconstruction，《Proc.of SPIE》,Vol.7209，pp.720905,2009.以及Double-deformable-mirror adaptive optics system for phase compensation,《APPLIED OPTICS》,Vol.45,pp.2638-2642,2006.。传统波前畸变控制技术需要利用两个变形镜分别对波前畸变的低阶成分和高阶成分进行校正，不仅增加了系统的复杂性，而且增加了系统制作成本。

发明内容

针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种波前控制方法，利用一个变形镜同时对波前畸变的低阶成分和高阶成分进行高精度的波前校正。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种波前控制方法，包括以下步骤：

S1：利用波前传感器获得入射光束的波前像差，分析得到低阶像差和高阶像差；

S2：根据变形镜响应函数、低阶像差和高阶像差特征，驱动变形镜的驱动器处于互锁模式，以校正低阶像差，驱动变形镜的驱动器处于解锁模式，以校正高阶像差。

进一步地，所述入射光束入射至由分光片、变形镜、反射镜、波前传感器和控制器组成的闭环光学系统，所述分光片倾斜设置，且分光片与变形镜同光轴设置，入射光束经分光片后透射至变形镜，经变形镜反射回的入射光束经分光片后分为取样光束和输出光束，所述反射镜和波前传感器同光轴设置，且反射镜与分光片对应设置，取样光束依次入射至反射镜和波前传感器，所述控制器分别与波前传感器、变形镜电连接。

进一步地，所述步骤2中，控制器根据变形镜响应函数、低阶像差和高阶像差特征，得到最优化的驱动器组合方式，控制器下达编组指令，驱动器进行编组，控制器对位于同一编组内的驱动器施加相同的控制电压，促使变形镜的驱动器处于互锁模式。

进一步地，变形镜的驱动器组合方式为有限种组合，根据每种组合方式模拟出对应的波前校正效果，寻优搜索得到最优化的驱动器组合方式。

进一步地，驱动器编组方法为：

所述最优化的驱动器组合方式包括多个驱动器模块，将相邻的多个驱动器划分为一组形成一个驱动器模块。

进一步地，所述控制器撤销编组指令，驱动器恢复独立工作状态，驱动器处于解锁模式。

进一步地，所述变形镜响应函数为其中，S_i(x，y)表示第i个驱动器的响应函数，A₀表示驱动器的冲程，ω表示响应函数的交联值，x_i、y_i表示第i个驱动器的中心位置坐标，d表示驱动器的间隔，α表示高斯型响应函数的指数。

进一步地，处于互锁模式的驱动器相较于处于解锁模式的驱动器，其响应函数改变了驱动器的数目、冲程、中心位置和间距。