[发明专利]基于波前调制的大口径波前扫描测量装置与方法

权利要求书

1.一种基于波前调制的大口径波前扫描测量装置，其特征在于，包括：

结构小孔，用于对大口径待测光束进行部分透光；

编码板，设置于所述的结构小孔输出光束方向，用于对待测光束进行波前调制；

光斑探测器，设置于所述的编码板输出光束方向，用于记录待测光束的衍射光斑；

位移台，用于供所述的结构小孔、编码板和光斑探测器放置；

控制及计算模块，分别与所述的光斑探测器和位移台相连，用于控制所述的位移台移动，以及获取光斑探测器记录的衍射光斑，并进行处理。

2.根据权利要求1所述的基于波前调制的大口径波前扫描测量装置，其特征在于，所述的结构小孔，可根据待测波前的大小选择合适孔型和孔数，包括单个圆孔或以阵列排布的多孔，所述多孔为圆孔、椭圆形孔或多边形孔。

3.根据权利要求1所述的基于波前调制的大口径波前扫描测量装置，其特征在于，所述的编码板，可根据待测波前的大小选择合适密度，包括二元台阶相位波前调制器、三元台阶相位波前调制器、十元台阶相位波前调制器、连续相位调制器、连续振幅相位调制器和纯振幅型波前调制器。

4.一种基于波前调制的大口径波前扫描测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)标定结构小孔与编码板的共同透过率函数T；

步骤2)：控制及计算模块获取光斑探测器探测的衍射光斑，并记录I_jk，j＝1...J，k＝1...K，其中j和k分别表示通过位移台使结构小孔、编码板和光斑探测器在垂直光轴面内正交两方向的坐标位置；

步骤3)：控制及计算模块初始猜测：结构小孔前的波前Ehole_jk，该结构小孔前的波前Ehole_jk经过结构小孔和编码板后的波前Em_jk，Em_jk＝Ehole_jk·T；到达光斑探测器前的波前Ed_jk，即波前Em_jk传播距离L_h后的波前Ed_jk，其中L_h为编码板到光斑探测器的距离；

步骤4)：控制及计算模块计算待测波前Ehole_jk，步骤如下：

步骤4.1)更新到达光斑探测器前的新波前Ed′_jk，并计算波前误差ERR_jk公式如下：

Ed′_jk＝I_jk·exp(i·angle(Em_jk))；

步骤4.2)将新波前Ed′_jk后向传播L_h，得到结构小孔和编码板后的更新波前Em′_jk，并更新结构小孔前的更新波前Ehole′_jk，公式如下：

步骤4.3)返回步骤3)，并将结构小孔前的波前Ehole_jk替换为更新波前Ehole′_jk，直到波前误差ERR_jk小于预设阈值，此刻，波前Ehole_jk即为最终待测波前，终止循环。

5.根据权利要求1所述的基于波前调制的大口径波前扫描测量方法，其特征在于，当波前超过扫描范围时需要先进行分区域后，再进行计算每个区域待测波前，最终进行拼接得到整个待测波前。