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[发明专利]一种基于单帧焦面光强图像的深度学习波前复原方法-CN202010660807.3有效
发明人：孔令曦;程涛;邱学晶;杨超;王帅;杨平 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2020-07-10 - 公布日： 2022-09-20 - 主分类号： G01J9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于单帧焦面光强图像的深度学习波前复原方法，由于自适应光学系统中两组互为旋转180°复共轭关系的波前具有相同的远场光斑分布，导致由单个远场光斑反演近场波前时存在多解问题。基于walsh函数相位调制的波前复原方法可以保证远场光斑分布对应唯一的近场波前，但计算速度仍受迭代次数和单步迭代计算时间限制。深度学习算法可自提取图像深层特征信息，因此可在walsh函数对相位调制的基础上学习出远场光强图像到近场波前的映射关系，是远场图像到近场波前端到端的计算，可避免传统波前复原方法的迭代计算过程。基于此，本发明利用深度学习算法规避传统波前复原方法的迭代计算过程，提升计算效率，实现单帧焦面光强图像的快速波前复原。
一种基于单帧焦面光强图像深度学习复原方法

[发明专利]一种提高夏克-哈特曼波前传感器测量精度的波前重构方法-CN201210237127.6有效
发明人：田雨;饶学军;饶长辉 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2012-07-10 - 公布日： 2012-10-24 - 主分类号： G01J9/00 文献下载
摘要：本发明提供一种提高夏克-哈特曼波前传感器测量精度的波前重构方法，该方法以传统夏克-哈特曼波前传感器得到的波前探测像差作为起始点，利用迭代算法反复在波前像差与子孔径光斑间进行循环，通过比较迭代出的子孔径光斑与初始子孔径光斑间的形态判断迭代是否已经到位，最后得到高精度的波前像差分布。本发明可以克服夏克-哈特曼波前传感器空间采样率不足的弱点，进一步提高其探测精度与探测能力，并降低对夏克-哈特曼波前传感器硬件的要求。
一种提高哈特曼波前传感器测量精度波前重构方法

[发明专利]一种无支持域约束的相位恢复波前检测方法-CN202210668578.9在审
发明人：白剑;赵磊;李月佳 -专利权人：浙江大学
申请日： 2022-06-14 - 公布日： 2022-09-06 - 主分类号： G01J9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种无支持域约束的相位恢复波前检测方法，不需要支持域的先验知识即可实现波前的快速重建，通过将一个随机估计值任意衍射到一个离焦面后，再离焦面反复迭代获取离焦面的波前相位，最后逆衍射回待测波前面本发明通过直接在离焦面迭代衍射计算取代传统的在待测波前面与光强测量测量面之间的迭代，增加了强度信息，提高了算法对宽松支持域的容忍度，进一步提高了算法的收敛精度。
一种支持约束相位恢复检测方法

[发明专利]一种通用形状无衍射迭代计算的快速相位恢复方法-CN202011391272.0有效
发明人：白剑;赵磊;汪凯巍;侯晶 -专利权人：浙江大学
申请日： 2020-12-01 - 公布日： 2021-10-15 - 主分类号： G01J9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种通用形状无衍射迭代计算的快速相位恢复方法，该方法通过将待测波前使用数值正交多项式模式分解，然后对每一项数值正交多项式基于快速傅里叶变换计算衍射基函数,然后在衍射面之间利用矩阵运算迭代求解系数梯度，实现了高速通用形状的波前检测。本发明通过数值正交多项式模式分解待测波前克服了传统正交多项式对不规则形状波前表征的制约，通过矩阵运算代替一对衍射算子计算梯度，实现了高速无衍射迭代计算的快速波前检测。
一种通用形状衍射计算快速相位恢复方法

[发明专利]一种用于分析大气湍流对波前整体倾斜扰动功率谱的方法-CN201410134167.7有效
发明人：马晓燠;廖宏宇;饶长辉;魏凯;鲜浩 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2014-04-02 - 公布日： 2014-07-02 - 主分类号： G01J3/28 文献下载
摘要：一种用于分析大气湍流对波前整体倾斜扰动功率谱的方法，其特征在于：在地平望远镜中，波前倾斜探测器探测得到的波前倾斜抖动功率谱中包含有大气湍流对波前整体倾斜扰动功率谱和望远镜跟踪误差功率谱，二阶AR模型迭代算法通过多次迭代，可以提高利用二阶AR模型拟合波前倾斜探测器探测得到的波前倾斜抖动功率谱中大气湍流对波前整体倾斜扰动功率谱的精度。本发明可以有效地提取波前倾斜探测器探测得到的波前倾斜抖动功率谱中包含的大气湍流对波前整体倾斜扰动功率谱，为大气湍流的研究以及望远镜的设计和改良提供基础。
一种用于分析大气湍流整体倾斜扰动功率方法

[发明专利]一种基于交叉迭代自动位置矫正的波前检测方法-CN202110460914.6有效
发明人：白剑;赵磊;费文辉 -专利权人：浙江大学
申请日： 2021-04-27 - 公布日： 2023-04-25 - 主分类号： G01J9/02 文献下载
摘要：本发明公开一种基于交叉迭代自动位置矫正的波前检测方法，通过正傅里叶变换和逆傅里叶变换求解关于衍射光斑位置的解析梯度。在使用相位恢复算法进行波前迭代重建过程前，首先对衍射光斑的位置进行粗矫正，然后在波前重建的过程中对衍射光斑的位置不断细矫正，克服由于计算的衍射光斑与采集到的衍射光斑不一致导致的光斑位置矫正不准确。本发明通过交叉迭代优化同一个目标函数实现了衍射光斑的位置矫正和待测波前的重建，克服了计算衍射光斑与采集衍射光斑不一致带来的位置矫正误差和衍射光斑的位置误差导致的待测波前重建精度的降低。
一种基于交叉自动位置矫正检测方法

[发明专利]一种波前控制方法-CN202110066489.2有效
发明人：薛峤;钟伟;熊迁;张晓璐;龙蛟;吴振海;陈远斌;廉博;赵军普;代万俊;曾发 -专利权人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心
申请日： 2021-01-19 - 公布日： 2021-12-14 - 主分类号： G02B26/06 文献下载
摘要：本发明涉及一种波前控制方法，属于波前畸变校正技术领域，将变形镜的驱动器进行至少两次分组，后一次分组基于前一次的分组进行，对同组内驱动器施加相同的电压，将分组后得到的等效驱动器的控制电压向量作为迭代控制目标，利用基于远场焦斑的随机算法波前控制方法进行迭代控制，收敛得到控制电压，后一次迭代控制基于前一次的控制电压进行，直至同组内驱动器的个数为1，得到最终控制电压，本发明通过对变形镜的驱动器进行分组，减少等效驱动器的个数，可以显著减少随机算法波前闭环控制的迭代次数，从而提高波前闭环控制的收敛速度，同时，通过多次分组，小组个数在不断增加，同组内的驱动器个数在不断减少直至变为1，得到最终控制电压。
一种控制方法

[发明专利]一种基于交叉迭代自动对焦的波前检测方法-CN202110274702.9有效
发明人：白剑;赵磊;汪凯巍;侯晶 -专利权人：浙江大学
申请日： 2021-03-15 - 公布日： 2022-04-19 - 主分类号： G01J9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于交叉迭代自动对焦的波前检测方法。该方法利用解析梯度公式对离焦距离优化实现了离焦位置的自动确定，并利用交叉迭代方法克服了波前的不精确造成的离焦位置确定不准确的问题和离焦位置不确定造成的波前重建不精确的问题，通过对同一个目标函数分别对离焦距离、波前振幅和相位进行优化，实现了离焦位置和波前误差的精确重建。本发明实现了多图大离焦误差的精确确定，无需额外构建目标函数即可实现在不确定离焦位置的情况下，波前实现精确重建。
一种基于交叉自动对焦检测方法

[发明专利]基于棱锥波前传感器的超记忆梯度迭代波前相位复原方法-CN202310514487.4在审
发明人：王胜千;曹颖慧 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2023-05-09 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： G01J9/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于棱锥波前传感器的超记忆梯度迭代波前相位复原方法。棱锥波前传感器具有对大气湍流主要影响的低频成分探测灵敏度高、探测空间采样率可调、探测动态范围易于调整等优点。为了获得高角分辨力和强集光能力，地基天文望远镜正处在超大口径的开发建造趋势中，这导致畸变相位复原的计算负荷进一步增加，对于需要同时顾及波前重构实时性、波前重构质量的相位复原算法提出新的挑战。基于此，本发明提出一种基于棱锥波前传感器的超记忆梯度迭代相位复原方法，可以充分利用多个梯度信息来计算下一个迭代点，同时对内存的要求较低，未来在应对极大口径望远镜带来的大规模相位复原求解问题，具有一定的优势
基于棱锥传感器记忆梯度迭代波前相位复原方法

[发明专利]牛顿迭代的数字莫尔移相干涉法中频谱混叠噪声去除方法-CN201811273181.X有效
发明人：郝群;叶明哲;胡摇 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2018-10-30 - 公布日： 2019-11-26 - 主分类号： G01B11/25 文献下载
摘要：本发明公开的基于牛顿迭代算法的数字莫尔移相干涉光学元件面形测量混叠噪声去除方法，属于光学测量领域。本发明利用数字莫尔移相解相方法求解面形误差，并构建新的虚拟波前相位；利用新虚拟波前相位构建新的虚拟干涉图，并与实际干涉图一起合成新的莫尔图；建立牛顿迭代数学模型，求解混叠噪声相位初解；对迭代求解初解结果进行连续性平滑处理得到解得的混叠噪声相位；在新的虚拟波前相位中去除混叠噪声相位即可得到消除混叠噪声相位的实际波前相位。本发明使用牛顿迭代求解混叠噪声相位，而不是直接求解面形误差，因此，迭代过程无需考虑相位包裹问题。
混叠噪声相位求解牛顿迭代虚拟波面形误差移相干涉噪声去除测量干涉图构建光学元件面形牛顿迭代算法移相干涉测量波前相位迭代过程光学测量平滑处理数学模型误差扩展相位包裹迭代减小频谱去除噪声虚拟合成

[发明专利]一种应用于曲率波前传感器的波前复原方法-CN201210237087.5有效
发明人：田雨;饶学军;饶长辉 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2012-07-10 - 公布日： 2012-10-10 - 主分类号： G01J9/00 文献下载
摘要：本发明提供一种应用于曲率波前传感器的波前复原方法，该方法的步骤为：（1）记录曲率波前传感器在焦平面两侧对称位置的离焦光斑I₁₍r)（焦点内侧）与I₂(r)（焦点外侧），并生成曲率波前传感器信号S₀(r)作为初始输入；（2）根据曲率波前传感器信号估计波前像差结合离焦量l计算离焦光斑I_est,1(r)；（7）比较I₁(r)与I_est,1(r)的相似性，得到迭代停止判据，若条件满足则输出否则转向步骤（2）继续迭代。本发明利用在波像差与曲率波前传感器信号间的反复迭代，可以减少曲率波前传感器原理性的误差，得到高精度的波前测量结果。
一种应用于曲率传感器复原方法

[发明专利]应用于位相差异波前传感的分段变步长模拟退火方法-CN201610260098.3有效
发明人：赵惠;解晓蓬;易红伟;樊学武 -专利权人：中国科学院西安光学精密机械研究所
申请日： 2016-04-25 - 公布日： 2019-08-27 - 主分类号： G06Q10/04 文献下载
摘要：本发明属于光学领域，具体涉及一种应用于位相差异波前传感的分段变步长模拟退火方法，包括以下步骤：1】导入目标函数的当前解x₀，目标函数以系统波前泽尼克系数为变量；2】设定初始退火温度、上限迭代次数T和终止残差值S；3】初始段：设定扰动尺度在‑δ与+δ之间，迭代运行至a次；4】中间段：设定扰动尺度在‑Ф与+Ф之间，迭代运行至b次；5】最终段：设定扰动尺度在‑δ/10与+δ/10之间，迭代运行直至波前重构残差RMS小于设定的终止残差值S或者累计迭代次数t达到设定的上限迭代次数T；6】结束模拟退火过程，输出此时目标函数的解x_t。
应用于位相差异传感分段步长模拟退火方法

[发明专利]一种基于迭代优化波前整形的活体组织荧光成像系统-CN201910135830.8在审
发明人：丁迎春;李必奇;冯祺;何惠梅 -专利权人：北京化工大学
申请日： 2019-02-25 - 公布日： 2019-05-10 - 主分类号： A61B5/00 文献下载
摘要：一种基于迭代优化波前整形技术的活体组织荧光成像系统，包括有光源模块（1）、谱烧孔模块（2）、快速相位调制模块（3）、活体组织模块（4）、信号采集与优化模块（5）。该系统将快速调制迭代优化波前整形技术和超快响应晶体的谱烧孔技术结合在一起，既大大提高了迭代优化波前整形技术的聚焦速度，又保证了能够用很短的时间有效地收集生物组织内部的反馈信号，同时获得足够高的成像分辨率
迭代优化活体组织整形技术荧光成像系统烧孔聚焦活体生物组织成像分辨率超快响应调制模块动态成像反馈信号光源模块技术结合快速相位生物组织信号采集优化模块晶体的有效地整形调制保证

[发明专利]一种带有负反馈调节的无透镜成像方法-CN202110459324.1在审
发明人：白剑;赵磊 -专利权人：浙江大学
申请日： 2021-04-27 - 公布日： 2021-07-30 - 主分类号： G01N21/84 文献下载
摘要：本发明公开了一种带有负反馈调节的无透镜成像方法，该方法在目标域设置一个支持域，并每次迭代过程中支持域之外区域估计的复振幅与迭代输入的复振幅带权重叠加作为下一次迭代的输入；支持域之内待测波前使用非线性优化方法实现待测波前的更新本发明实现了使用一张强度图实现目标物振幅和相位的精确重建，所需实验系统简单，且无需移动图像传感器，适用于实时波前检测和动态目标物成像。
一种带有负反馈调节透镜成像方法

[发明专利]基于动态调制的单次曝光波前重建和相位成像装置和方法-CN201910069995.X有效
发明人：潘兴臣;刘诚;朱健强 -专利权人：中国科学院上海光学精密机械研究所
申请日： 2019-01-24 - 公布日： 2021-07-27 - 主分类号： G01N23/041 文献下载
摘要：一种基于动态调制的单次曝光波前重建和相位成像装置和方法，待测光束经过特殊设计的波前调制器后，其衍射光斑具备可分割性，同时波前调制器频谱也具备可分割性，等效为待测光束经过多个不同波前调制器后，得到多个衍射光斑，利用匹配迭代算法，可以快速重建得到待测波前的复振幅分布，最终实现单次曝光下的波前重建和相位成像。
基于动态调制曝光波前重建和相位成像装置方法

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