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一种基于Zernike多项式的波前探测和重构方法 总被引:8,自引:4,他引:4
运用Noll建议的Zernike多项式形式表征大气扰动的波面,求出由两个离焦面上的光强分决定的Zernike多项式的前n项在特定的探测器上的响应矩阵R。由R和输入的随机波面在两个离焦面上的光强分布,可方便地求出其Zernike多项式的系数,从而实现了波前的探测和重构。采用光线追迹的变方法,用计算机模拟验证了这种方法的原理和可行性。 相似文献
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采用大型透镜阵列对激光波前进行采样,实现了对宽光束的测量。大口径激光束经过大型透镜阵列进行采样形成光斑点阵,通过成像系统,获取点阵图像,得到激光束波前信息,根据激光传输理论和光学系统像差理论,已知激光束的波前函数和强度分布时,可以求出激光束会聚后在焦面处任意位置的光强,因此激光束的波前、发散角、近场分布、远场分布等参数能够通过测量求解得到。 相似文献
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杨妹清 《中国光学与应用光学文摘》2006,(1)
O4392006010794曲率波前传感器波前重构算法的研究=Study on algo-rithms for wavefront reconstruction of curvature sensor[刊,中]/刘若凡(中科院光电技术研究所.四川,成都(610209)),沈锋∥光电工程.—2005,32(10).—6-9运用衍射理论计算出两个离焦面上的光强分布,从而获得波前曲率和孔径边缘的波前径向倾斜。根据Zernike多项式的微分特性,采用两种不同的方法分别处理曲率和倾斜,使用积分的方法解决了在边界上δ函数很难处理的问题。由探测器的几何分布预先算出控制矩阵,用Zerni-ke多项式曲线拟合的方法重构出波前。计算机仿真表明,波… 相似文献
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采用H-S波前传感器对于非稳腔进行了实验调腔技术研究,指出了正支共焦腔调腔的原则,以输出光束近场强度和相位分布这一双重依据作为谐振腔是否调好的标准。进行非稳腔调腔时,首先应当保证整个光路共光轴使输出强度分布均匀,但此时光束中可能还包含离焦等高阶像差,因此在腔外用Hartmann-Shack波前传感器进行光束相位测量,得到了35阶像差Zernike系数、波面PV和RMS值,进一步计算得到远场分布和环围能量曲线等。从而可以全面了解输出光束质量,并能有针对性地对光腔进行调整,从而达到较理想的光腔调整共轴状态。 相似文献
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光横向传播的光折变体全息透镜设计及其衍射性质 总被引:3,自引:1,他引:2
提出了一种新型的可用于光束横向传播的光折变体全息透镜。该透镜是由入射方向相互垂直的一束平面波和一束球面波在双掺杂的铌酸锂晶体平板上记录形成的,它可以将垂直入射晶体平板的输入光束产生横向传输并聚焦,或对输入光点产生横传并准直输出。该透镜除了具有一般体全息透镜的稳定性好、可靠性高的特点外,特别具有光束横向传播的功能,因而具有空占比小、更易于整个光学透镜系统的微小化集成的优点。利用局域体全息的耦合波理论,计算了该透镜衍射光的振幅分布和衍射效率。计算了该透镜的焦面上的强度分布,并与理想球面波照射矩形孔径时焦面上的强度分布进行了比较。 相似文献
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《光学学报》2010,(3)
高功率全固态激光器的诸多腔内扰动因素均会直接影响到激光输出功率和光束质量。首先采用传输矩阵方法简要讨论了在稳定腔情形下热透镜焦距与本征模式光斑尺寸的关系。进一步采用Hartmann-Shack波前传感器和模式法波前重构,对二极管抽运全固态声光调Q激光器输出倍频光束质量进行了分析,得到前35阶Zernike像差系数、波前峰谷值和均方根等畸变参量,计算还可得到点扩散函数分布和环围能量曲线等,从而全面了解输出光束质量和动态像差特性。分析表明输出倍频光的波前Zernike像差主要集中在前15阶,由于晶体热效应及腔内其它扰动因素的影响,较显著波前像差有离焦系数Z_3、低阶像散Z_4和Z_5,以及球差Z_(10)等。 相似文献
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基于Zernike模式的波前重构算法通常忽略实际波前像差构成的差异, 而用一定数量的低阶Zernike模式进行波前重构, 导致模式混淆或耦合等问题, 进而影响波前重构的精度. 根据信息论中的最小描述长度准则对重构模型的阶数进行了选择, 在此基础上应用非线性优化算法计算重构系数, 并最终实现波前重构; 对不同信噪比条件下振幅均匀分布入射光束的波前进行了重构. 结果表明: 该算法不但能够实现相对于现有算法相对较高的波前重构精度, 并且具有优良的噪声适应性, 体现了模型选择在模式法波前重构算法中的意义. 相似文献
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在惯性约束聚变系统中,改进G-S算法设计的连续相位板能够对波前发生畸变的激光进行束匀滑处理,以改善远场分布。由于连续相位板对不同畸变状态的波前进行处理后的效果不一样,因此针对连续相位板的束匀滑容差能力进行了系统分析。鉴于畸变光束的传输特性,采用波前均方根梯度来量化波前畸变量,定量计算了不同畸变光经过匀滑处理后的远场光强分布情况。并比较了不同入射畸变光通过连续相位板后的远场焦斑顶部均匀性,结果表明:当入射波前畸变的均方根梯度小于0.32 wave/mm 时,连续相位板具有很好的束匀滑效果。 相似文献
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We suggest and demonstrate a new method for wave-front analysis based on common-path phase-shift interferometry. We introduce a formalism and an iterative mathematical algorithm in which the wave front is transformed, modified, and inversely transformed. The resulting intensity data are sufficient to reconstruct the entire wave front. In a more restricted case, in which the wave-front modifications are arbitrarily applied over arbitrary spatial regions of the wave front, the wave front is reconstructed semianalytically by use of a model that allows a local solution, followed by an iterative algorithm. Measurement results indicating that the suggested approach has an improved measurement accuracy with respect to existing quantitative phase measurement methods are presented. 相似文献
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针对利用液晶空间光调制器(LC-SLM)进行全息图光电再现过程中,再现像面存在多级衍射像造成单一像能量利用率低的问题,提出了一种在位相全息图中加载数字闪耀光栅的方法,以提高全息图光电再现中单一衍射像的衍射效率.分析了闪耀光栅作为衍射光学元件的特性及其对光波进行位相调制的原理,并阐述了在LC-SLM中加载数字闪耀光栅对位相全息图光电再现时像面能量分布的影响.搭建了基于LC-SLM的位相全息图光电再现实验系统.理论分析表明:在其他条件不变的情况下,加载竖直(或水平)槽向周期为2 pixels的数字闪耀光栅可使
关键词:
全息光电再现
位相全息图
数字闪耀光栅
液晶空间光调制器 相似文献
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Numerous techniques exist to reconstruct the wave-front in Shack-Hartmann and shearing interferometer wave-front sensors. Two of these techniques involve solving the least-squares wave-front reconstruction via Fourier transform or Multigrid methods. These two techniques operate on a square grid and are sensitive to both nonlinearities and to the methods used to extend the gradients beyond the aperture to the edges of the square grid. Both of these sensitivities can lead to large residual wave-front errors when reconstructing large aberrations. In this article we introduce an iterative computational loop in the reconstruction process which is designed to improve the reconstruction variances introduced by these parameters. This technique allows for accurate reconstruction of large phases which can arise in applications such as open-loop compensation of atmospheric turbulence, aberrometers and metrology. In this article, it is demonstrated that large aberrations can be accurately reconstructed utilizing this iterative method with Fourier or Multigrid reconstructors. 相似文献
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BI Chuanxing CHEN Jian CHEN Xinzhao YU Fei & LI Weibing Dynamic Measuring Center Hefei University of Technology Hefei China 《中国科学G辑(英文版)》2005,48(3):282-299
Recently, NAH has been developed as an efficient tool for noise identification, noise localization and acoustic field visualization. Compared with the traditional acoustic ra-diation calculation problem, the solving problem in the NAH is an inverse acoustic problem. By measuring partial acoustic field information, such as complex pressures or particle velocities on the hologram surface, but not the surface normal velocities of the vibrating body, the surface information can be reconstructed,… 相似文献
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We introduce beam-quality metrics for adaptive wave-front control that permit estimation of the degree of laser beam energy concentration on a remotely located extended object based upon the backscattered wave intensity distribution at the receiver. A 37-control-channel adaptive optics system with phase correction of the output wave capable of operating in the presence of speckle-field-induced strong intensity modulation is presented. System operation is based on optimization of the speckle-field-based metric by the stochastic parallel gradient descent technique. Results demonstrate that adaptive wave-front correction using speckle-field-based beam-quality metrics can significantly improve laser beam concentration on extended objects. 相似文献