[发明专利]一种测量哈特曼波前传感器子孔径中倾斜像差的方法

摘要

一种测量哈特曼波前传感器子孔径中倾斜像差的方法，用相位调制器分别对子孔径范围内的子光波进行第1阶、第2阶Walsh函数形式二元相位调制，每次调制后的子光波被微透镜聚焦进入对应的单模光纤选模滤波，单敏探测器在光纤另一端接收无调制、第1阶调制和第2阶调制三种状态最终出射的三个光强数据，根据光强数据求得子波前中第1阶和第2阶Walsh函数系数，利用该两阶Walsh函数与倾斜像差的对应比例关系，得到子孔径内子波前中对应的两个方向倾斜像差系数；本发明充分减少每个子孔径对应的探测单元数，大大减小探测信息量，实现在单个子孔径中，用单敏光电探测器代替光电探测器阵列，提高探测速度，降低了器件成本，同时波前探测的精度不受探测单元数减少的影响。

主权项

1.一种测量哈特曼波前传感器子孔径中倾斜像差的方法，其特征在于通过以下步骤实现：步骤1：哈特曼波前传感器子孔径中子波前由Walsh函数序列展开，展开项中第1阶Walsh函数系数和第2阶Walsh函数系数与子波前中x方向倾斜像差，即第1阶Zernike多项式系数和y方向倾斜像差，即第2阶Zernike多项式系数存在一定的比例关系k₁、k₂，由哈特曼波前传感器子孔径排布特征确定，即有：aZ1=k1·aW1]]>和aZ2=k2·aW2;---(1)]]>步骤2：在哈特曼波前传感器子孔径范围内的子光波进入微透镜之前，分别对子光波进行第1、第2阶Walsh函数二元相位调制，且调制幅度为“-β”，即调制时相位调制器附加的相位信号为-β·W_i，其中i取1或2，W_i表示第i阶Walsh函数形式；步骤3：调制后的子光波被微透镜聚焦进入之后的单模光纤进行Walsh函数二元像差选模滤波，单模光纤只让子光波波前相位展开式即Walsh函数形式展开中的基膜成分，即第0阶Walsh函数项通过；步骤4：单敏探测器在单模光纤另一端，接收经过每次调制滤波后最终出射的光强大小，得到三种情况下的光强数据，即：无调制光强I₀、第1阶Walsh函数二元相位调制I₁和第2阶Walsh函数二元相位调制I₂；步骤5：根据I₀、I₁、I₂和β，由二元相位调制滤波数学模型，求解得到子孔径内子波前中第1、2阶Walsh函数系数大小为：aWi=tan-1(Ii/I0-cosβsinβ),i=1,2;---(2);]]>步骤6：由步骤5求得的第1、2阶Walsh函数系数结合步骤1中确定的比例系数k₁、k₂，即求出子孔径内子波前x、y两个方向倾斜像差系数即子波前的Zernike多项式展开式中第1、2阶Zernike多项式系数。