[发明专利]一种基于液晶空间光调制器的循环反馈控制波前校正方法

摘要

一种基于液晶空间光调制器的循环反馈控制波前校正方法，它涉及自适应光学技术领域。现有的波前校正方法主要采用变形镜做为波前校正器校正波前，但是这种方法存在波前校正的分辨率低、行程受限制、有机械惯性的问题。本发明的方法是利用液晶空间光调制器代替变形镜作为波前校正器，采用边界定义法和循环反馈迭加控制法实施波前校正，不但能保证控制信号与待校正波前从像素上对准，提高波前校正的精度，而且还能实现超过2π相位的波前校正。本发明适用于高精度、高分辨的波前校正过程。

主权项

1、一种基于液晶空间光调制器的循环反馈控制波前校正方法，它是基于以下系统实现的：所述系统包括数字相移干涉仪(1)、偏振片(2)、液晶空间光调制器(4)和波前控制器(5)，数字相移干涉仪(1)发出的激光光束经偏振片(2)偏振后入射至待测试件，经待测试件透射后入射至液晶空间光调制器(4)，经液晶空间光调制器(4)调制后沿入射光路反射至待测试件，经待测试件透射至偏振片(2)，经偏振片(2)透射至数字相移干涉仪(1)；数字相移干涉仪(1)的信号输出端与波前控制器(5)的信号输入端连接，所述波前控制器(5)的控制信号输出端与液晶空间光调制器(4)的控制信号输入端连接；其特征是：所述基于液晶空间光调制器的循环反馈控制波前校正方法由以下步骤完成：步骤一、控制液晶空间光调制器(4)，使其产生等相位面，测量所述等相位面各像素点的相位数据并根据公式：将所述各相位数据转换成灰度数据g₀(i，j)；所述K为正整数；步骤二、采用Roberts梯度算子，对所述灰度数据g₀(i，j)做差分运算，并根据公式：g₀′(i，j)＝|g₀(i，j)-g₀(i+1，j+1)|+|g₀(i+1，j)-g₀(i，j+1)|获得梯度数据g₀′(i，j)；步骤三、将所述梯度数据g₀′(i，j)中的梯度最大值对应的像素点作为边界点，确定有效数据边界；步骤四、将波前控制器(5)的控制信号置0；步骤五、采用数字相移干涉仪(1)测量待测试件，获得待校正相位并判断所述待校正相位是否大于2π；如果判断结果为是，则执行步骤五一；如果判断结果为否，则执行步骤六；步骤五一、对所述待测试件的待校正相位以2π为周期进行量化，然后取余数作为其待校正相位，并执行步骤六；所述待测试件量化后的待校正相位的表达式为：步骤六、根据公式：对待校正相位取共轭，并将其转换为控制信号g_n(i，j)，将所述控制信号保存至波前控制器(5)；步骤七、波前控制器(5)根据所述控制信号g_n(i，j)驱动液晶空间光调制器(4)对待校正波前相位进行调制，其相位调制量为然后采用数字相移干涉仪(1)测量调制后的波前残余相位所述波前残余相位的值为：步骤八、根据公式：获得波前残余相位的均方根值式中为第n+1次波前校正后的残余相位，n为正整数，(i，j)为像素点坐标，所述i、j为正整数；为第n+1次波前相位平均值，N为灰度数据值g₀(i，j)对应像素点的行数，M为灰度数据g₀(i，j)对应像素点的列数，所述N、M均为正整数；步骤九、判断步骤八获得的均方根值是否达到预定值，如果判断结果为否，则执行步骤五；如果判断结果为是，则完成波前校正过程。