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相似文献
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1.
曹根瑞  胡新奇  王森 《光学学报》1999,19(7):75-980
哈特曼-夏克(Hartmann-Shack)波前传感器由于其光能利用率高、结构简单、通道容量大等突出优点,是目前自适应光学系统波前传感器的主流形式。本文深入分析和比较了目前普遍采用的ICCD型和CCD型这两种主要类型的弱光哈特曼-夏克波前传感器的特点和波前相位探测精度,导出了定量分析数学模型,给出了实验结果。此研究结果对弱光哈特曼-夏克波前传感器的技术方案选定和工程设计有指导意义。  相似文献   

2.
哈特曼夏克传感器的泽尼克模式波前复原误差   总被引:12,自引:4,他引:8  
李新阳  姜文汉 《光学学报》2002,22(10):236-1240
利用哈特曼-夏克传感器测量圆孔径内波像差时,通常使用泽尼模式复原算法。推导了一般情况下哈特曼-夏克传感器泽尼克模式波前复原误差的计算公式。用哈特曼-夏克传感器测量一个像差板的随机静态像差,通过与ZYGO干涉仪的测量结果比较,得到不同泽尼克模式复原阶数下的波前复原误差的实验结果,并与理论计算结果进行了对比。  相似文献   

3.
提出了一种利用夏克-哈特曼波前传感器测量未知波前时确定其子孔径数目的新方法.首先将被测波前相位用傅里叶级数展开表示,然后对展开表达式的复振幅进行贝塞尔展开,并对它进行傅里叶变换计算出其远场光斑分布.分析表明,波前相位频谱分量与远场光斑形态存在某种相互对应的关系.可根据采样定理通过远场光斑的分布界限确定出夏克-哈特曼波前传感器的采样率.该方法为夏克-哈特曼传感器对未知波前进行测量时其子合理孔径数目的确定提供了理论依据.有效避免了夏克-哈特曼传感器由于采样率不足而造成精度下降的问题,结束了在确定夏克-哈特曼波前传感器的子孔径数目时只依靠经验的状态.  相似文献   

4.
应用哈特曼-夏克波前传感器测量大气湍流参数   总被引:3,自引:1,他引:2  
饶长辉  姜文汉  凌宁 《光学学报》2000,20(9):201-1207
对非科尔莫戈罗夫(Kolmogorov)湍流情况,在利用哈特曼-夏克(Hartmann-Shack)波前传感器的波前斜率测量原理并结合其时空结构及相关分析的基础上,提出了一种应用斜率结构-相关函数和斜率归一化相关系数测量大气湍流参数β(归一化相位空间功率谱指数下降因子)和ρ0(大气湍流强度)的新方法。利用这种方法对1km激光水平大气传输实验数据进行了分析。  相似文献   

5.
模式正交性对哈特曼-夏克传感器波前测量等的影响   总被引:6,自引:1,他引:5  
分析了哈特曼-夏克波前传感器采用模式法重构波前相位算法的数学模型,仿真实验了重构模式之间不正交对重构精度的影响,指出模式之问的不正交不影响算法的实现。在哈特曼一夏克传感器应用模式法进行波前测量和波前校正的过程中,模式之间的正交性并不是算法实现的必要条件,正交化处理算法对波前重构、波前校正精度的提高没有影响。  相似文献   

6.
张艳艳  饶长辉  李梅  马晓燠 《物理学报》2010,59(8):5904-5913
哈特曼-夏克(Hartmann-Shack,H-S)波前传感器的探测误差是自适应光学系统中的一个主要误差源.本文分析了电子倍增电荷耦合器件(electron multiplying charge-coupled devices,EMCCD)的各种噪声源对H-S波前传感器质心探测误差的影响,推导了基于EMCCD的H-S波前传感器的质心探测误差的数学表达式,并进行了数值仿真和实验研究.结果表明,基于EMCCD的H-S波前传感器的质心探测误差与增益直接相关,在增益小于Pmax/(Q·Nmean)时质心探测误差随着增益的增大而减小,在增益大于Pmax/(Q·Nmean)时质心探测误差随着增益的增大而增大,其中Pmax是EMCCD的峰值电荷,Q是量子效率,Nmean是平均入射光强. 关键词: 自适应光学 电子倍增电荷耦合器件 波前传感器 质心探测误差  相似文献   

7.
陈笠  俞信 《光学学报》2000,20(12):585-1590
在大气湍流条件较好而被探测信标光信号极弱的工作条件下,自适应光学系统在实际的应用中需要采用子孔径合并的部分校正方式。本文针对云南天文台1.2m高分辨率自适应光学系统中的哈特曼-夏克(Hartmann-Shack )波前传感器结构,从光子起伏噪声和CCD像素读出噪声对子孔径内哈特曼光斑质心探测精度的影响的角度,对子也径软件合并和硬件合并两种方案进行了理论分析和计算,导出了有实际应用意义的结论。  相似文献   

8.
微透镜阵列是夏克-哈特曼波前探测器的关键器件。利用液晶器件的空间相位调制特性,可实现微透镜阵列功能,且具有孔径和焦距可变的优点。论述了基于液晶光调制的夏克-哈特曼波前探测校正技术的特征、技术进展、及应用前景。  相似文献   

9.
太阳米粒结构相关哈特曼-夏克波前传感模拟研究   总被引:4,自引:2,他引:2  
基于互相关因子和绝对差分算法以及相关哈特曼-夏克波前传感器的基本原理,根据室内模拟太阳米料结构研究了低对比度扩展目标情况下应用相关哈特曼-夏克波前传感器探测波前误差的可行性,结果表明,相关哈特曼-夏克波前传感器能够有效探测光学波前误差。  相似文献   

10.
线性相位反演传感器与哈特曼传感器的实验研究对比   总被引:3,自引:3,他引:0  
李敏  李新阳  姜文汉 《光学学报》2008,28(4):619-625
为了进一步分析线性相位反演波前传感器的性能,搭建了基于线性相位反演测量方法的波前传感器的实验装置.针对各种波前随机像差,同时用线性相位波前传感器和哈特曼波前传感器进行测量和复原,将复原结果进行对比.分析了不同的探测分辨力和不同泽尼克复原阶数对线性相位反演传感器复原结果的影响.分析了靶面分辨力,合理的靶面大小对复原精度是有利的,肯定了线性相位反演波前传感器可以用较少的探测单元实现相似精度的测量,采样靶面像素为8 pixel×8 pixel时,误差系数仍很小.利用对随机像差片进行不同阶数的复原,线性相位反演波前传感器的复原残差的误差率基本都在0.25以下,能对前35阶像差进行比较精确的复原.  相似文献   

11.
苑克娥  朱文越  饶瑞中 《光学学报》2008,29(9):1659-1663
将每一个子孔径及相应的CCD面元作为一个光强探测系统,可以将Shack-Hartmann波前传感器用于湍流大气闪烁效应的测量.分析了该测量方法的基本原理,并结合其波前探测的功能.在近地面水平1km的湍流大气中,同时进行了闪烁和相位起伏的实验研究.将闪烁测量得到的Cn2与大口径闪烁仪测量的结果进行对比,发现两者的相关系数达0.838,验证了Shack-Hartmann波前传感器用于闪烁效应测量的可靠性.对闪烁和相位起伏效应得到的Cn2的日变化进行了对比.结果表明,两者在变化趋势上具有较好的一致性;采用双对数坐标对两种结果进行相关性分析,发现两者的相关系数达0.798.这表明将Shack-Hartmann波前传感器用于闪烁和相位起伏效应的同时测量是可行的,拓展了该传感器的使用功能.  相似文献   

12.
 深入分析了Shack-Hartmann 波前传感器(S-H WFS)在实际大气湍流条件下弱光信标波前斜率的探测误差,导出了定量分析的数学模型。分析结果表明,当S-H WFS用于弱光信标(光子受限)湍流波前斜率的探测时,除了信标光起伏和探测器噪声外,大气强度闪烁、天空背景光等因素会增加探测误差,并且随着探测信标与天空背景光的对比度的下降,质心探测误差会随着孔径到达角起伏的增加而增加。  相似文献   

13.
A 32 x 32 microelectromechanical systems deformable mirror is controlled in closed loop with a spatially filtered Shack-Hartmann wavefront sensor and a Fourier-transform wavefront reconstruction algorithm. A phase plate based on atmospheric turbulence statistics is used to generate a 1 microm peak-valley static phase aberration. Far-field images and direct phase measurements of the residual are used to compare performance with and without the spatial filter. Use of the spatial filter reduces error in the controllable band from 20 to 6 nm rms. Residual phase power is reduced by more than a factor of 5 for all spatial frequencies up to 0.85 x 1/2d, with a maximum attenuation factor of 37.  相似文献   

14.
提出了一种适用于哈特曼-夏克波前传感器的环形子孔径拼接检测技术的拼接复原算法.该算法通过建立各个环形子孔径内有效的哈特曼-夏克斜率数据和全孔径波前相位的关系,避免了环形子孔径区域的波前复原过程,从而有效地解决了环形子孔径区域的哈特曼-夏克波前传感器有效采样率低的问题.算法对斜率测量噪声较不敏感,具有较好的抗噪声干扰的能...  相似文献   

15.
 分析了Shack-Hartmann 波前传感器(S-H WFS)在实际大气条件下,大气湍流波前相位的探测误差在自适应光学系统(AOS)中的传递过程以及最后的控制残余方差,导出了定量分析的数学模型,并给出了分析结果。结果表明,当S-H WFS用于微弱信标光大气湍流的探测时,自适应光学系统中的控制斜率残余误差中除了前人分析[1]的误差外还包含一项由天空背景光斑质心位置引起的常数误差值,并且系统的有效控制带宽会因信标探测对比度的下降而减小,这将大大降低AOS的校正能力。分析结果还表明信标光越弱,对S-H WFS的标定光学系统的像差要求越高。  相似文献   

16.
C(n)(2) profile monitoring usually relies on the exploitation of wavefront slope correlations or of scintillation pattern correlations. Scintillation is rather sensitive to high turbulence layers whereas wavefront slope correlations are mainly due to layers close to the receiving plane. Wavefront slope and scintillation correlations are therefore complementary. A Shack-Hartmann wavefront sensor (SHWFS) is currently used to measure wavefront slopes only. But it could also be sensitive to scintillation as the average intensity in a given subaperture can be obtained by adding pixel intensities in the subaperture focal plane up. With slopes and scintillation being recorded simultaneously, their correlation is also theoretically available. We propose to exploit wavefront slope and scintillation correlations recorded with a SHWFS to retrieve the C(n)(2) profile. Two measurement methods are exposed. In CO-SLIDAR (Coupled SLODAR SCIDAR), correlations of SHWFS data recorded on two separated stars are exploited. SCO-SLIDAR (Single CO-SLIDAR) relies on the same principle as CO-SLIDAR, but SHWFS data are recorded on a single star. Results of C(n)(2) estimation from simulated SHWFS data are presented.  相似文献   

17.
为在外场环境下对大口径望远镜进行系统波像差的检验,研制了一套具有高探测能力的Shack-Hartmann波前传感器.利用恒星作为光源,对口径1 m、焦距11 m的大口径望远镜进行了波像差检验实验,测量结果为系统波像差在0.39λ~ 0.46λ RMS之间,且随着俯仰角的增加而增大,主要像差形式为3阶0°像散,与星点检验的结果一致.  相似文献   

18.
明名  吕天宇  邵亮  王斌 《中国光学》2012,(6):646-651
设计了一种Offner光学系统,用于基于相位差异技术的图像恢复和光学系统波像差的辅助检测。该Offner光学系统采用同轴抛物面反射镜作为Offner反射镜,以高速CCD相机和Shack—Hartmann波前探测器作为接收元件,能完好地消除复色光源在图像恢复过程中带来的色差;设计的RMS波像差小于a/50(A=632.8nm),结构简单,容易实现。利用该系统分别以分辨率板和光纤光源为目标进行了图像恢复实验,经过恢复后的图像分辨率提高了19%。此外,利用该系统,采用相位差异算法解算了系统波像差,并与Shack—Hartmann波前探测器的测量结果进行了比较。比较显示两者的RMS波像差测量值相差5%,证明该系统同样能够进行光学波前检测。  相似文献   

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