HartmannShack传感器结构参量的自基准标定-光子学报.PDF

第 卷第 期 光 子 学 报 ３８ ４ 　 　 　 Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．４ 年 月 　　　　　　　　　　　　 ２００９ ４ Ａ ｒｉｌ２００９ ＡＣＴＡＰＨＯＴＯＮＩＣＡＳＩＮＩＣＡ ｐ ＨａｒｔｍａｎｎＳｈａｃｋ传感器结构参量的自基准标定 梁春，沈建新，童桂，李邦明 （南京航空航天大学 机电学院，南京 ２１００１６） 摘 要：提出一种标定 ＨａｒｔｍａｎｎＳｈａｃｋ波前传感器结构参量的新方法，通过基于 Ｚｅｒｎｉｋｅ多项式 　 的模式复原算法推导出公式，结合实验手段获得相应数据，处理后得到微透镜阵列到 ＣＣＤ之间的 距离 该方法有效改善了以微透镜焦距代替实际参量计算斜率引入较大误差的状况，在降低传感器 ． 装配准确度要求的同时，提高了 波前传感器的探测准确度 经实验验证该方法在 ＨａｒｔｍａｎｎＳｈａｃｋ ． 一般实验条件下即可获得满意效果． 关键词：自适应光学； 波前传感器；模式复原算法；平移误差 ＨａｒｔｍａｎｎＳｈａｃｋ 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： （ ） ＴＰ２１２ Ａ １００４４２１３２００９０４７８０５ 　　　　 　　　　 ０ 引言 进行相应处理后实现波前重构． 　 由于具有以高帧频采样同时测量光场的强度分 布和相位梯度的能力， 波前传感器 ＨａｒｔｍａｎｎＳｈａｃｋ 被广泛应用于激光光束质量诊断、光学元件和光学 ［］ １ 系统检查、大气扰动测量、自适应光学系统 以及人 ［ ］ 眼像差的测量 ２４ ．理论上 ＨａｒｔｍａｎｎＳｈａｃｋ传感器 可以达到很高的测量准确度，但实际使用中往往受 各种因素的制约，包括采样噪音、光斑质心算法、波 ［ ］ 前重构算法以及装配误差等 ５８ ．微透镜阵列到 图１ ＨａｒｔｍａｎＳｈａｃｋ波前传感器工作原理 　 Ｆｉ．１ ＰｒｉｎｃｉｌｅｏｆＨａｒｔｍａｎＳｈａｃｋｗａｖｅｆｒｏｎｔｓｅｎｓｏｒ ＣＣＤ之间距离是传感器的重要结构参量，理论上该 ｇ 　 ｐ 参量应该等于微透镜焦距，但是实际装配中总存在 在 ＣＣＤ离散采样点的情况下质心可由式计算 ， · ， （ ） （ ） 一定的平移误差，而该距离无法直接测量，因此以往 ∑∑犐犻犼 犻 ∑∑犐犻犼犼