哈特曼-夏克波前传感器的最优模式复原

童桂; 廖文和; 梁春

高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

哈特曼-夏克波前传感器的最优模式复原

童桂 , 廖文和 , 梁春

文章导航 > 激光技术 > 2008 > 32(4): 387-389,392

引用本文:

Citation:

哈特曼-夏克波前传感器的最优模式复原

1.
南京航空航天大学, 机电学院, 南京, 210016

作者简介: 童桂(1978- ),男,博士研究生,主要从事生物医学和自适应光学的研究..

通讯作者: 廖文和, cnwho@nuaa.edu.cn ;

基金项目:
国家八六三计划高技术研究发展计划资助项目(2006AA020804)
中图分类号: TP212.14

The optimal model reconstruction of Hartmann-Shack wavefront sensor

1.
College of Mechanical & Electrical Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China

Corresponding author: LIAO Wen-he, cnwho@nuaa.edu.cn ;

CLC number: TP212.14

摘要: 为了减少波前探测斜率噪声对于基于哈特曼-夏克波前传感器的Zernike复原模式的影响,采用对波前复原矩阵斜率噪声影响的相关分析和线性解耦变换的方法,得到一组基于哈特曼-夏克传感器斜率探测噪声的Zernike最优复原模式,通过合理剔除波前模式复原中易受噪声影响的模式组合,减少了波前测量噪声引起的波前模式复原误差;采用蒙特卡罗随机试验法,验证了——子孔径成方形排布的波前传感器对于波前斜率噪声的受影响程度,仿真结果显示,复原模式系数误差由0.0212λ下降为0.0048λ.结果表明,在剔除部分模式项后,最优复原模式统计优化对于滤除波前斜率探测噪声有一定的作用,提高了波前探测器的探测精度和复原能力.
- 测量与计量 /
- 最优模式 /
- 相关分析 /
- 探测噪声
Abstract: Reconstruction modes of Hartmann-Shack wavefront sensor have direct influence on the precision of sensing and reconstruction of incident wavefront.Because reconstruction modes of Zernike polynomials based on Hartmann-Shack wavefront sensor were easy to be influenced by the gradient sensing noise,optimal reconstruction modes according to the wavefront sensing noise were put forward by the correlation analysis and decoupling transform of wavefront reconstruction matrix.Furthermore,the error of wavefront model reconstruction thanks to the wavefornt sensing noise can be reduced by filtering the portion of the optimal modes.By Monte-Carlos' random experiment,the antinoise level of Hartmann-Shack wavefront sensor whose subapertures distributes at a square was verified.As a result,the reconstruction error reduced from 0.0212λ to 0.0048λ after getting rid of the part of optimal reconstruction.The way to analyze the optimal reconstruction modes has an effect on filtering the wavefront gradient sensing and improve the sensing precision of wavefront sensor.

[1]	ZHOU R Zh.The adaptive optics theory[M].Beijing:Beijing University of Technology Press,1996:1-50(in Chinese).
[2]	PLATT B C,ROLAND S.History and principles of Shack-Hartmann wavefront sensing[J].Refractive Surgery,2001,17(5):S573-S577.
[3]	SEIFERT L,LIESENER J,TIZIANI H J,et al.The adaptive Shack-Hartmann sensor[J].Opt Commun,2003,216:313-319.
[4]	LI B,YU X.Application of wavelet transform to zonal wavefront reconstruction[J].Optical Technique,2001,27(3):206-211(in Chinese).
[5]	LANE R G,TALLON M.Wavefront reconstruction using a Shack-Hartmann sensor[J].Appl Opt,1992,31(32):6902-6908.
[6]	NOLL R J.Zernike polynomials and atmospheric turbulence[J].Opt Engng,1977,67(8):1065-1072.
[7]	YANG H F,JIANG Z F.Research of Zernike modal wavefront reconstruction of 19-element Hartmann-Shack wavefront sensor[J].Laser Technology,2005,29(5):484-487(in Chinese).
[8]	DUAN H F,LI E D,WANG H Y,et al.The effect of mode orthogonality on precison of wavefront measurement and correction using Hartmann-Shack sensor[J].Acta Optica Sinica,2003,23(9):1143-1148(in Chinese).
[9]	JIANG W H,XIAN H,SHEN F,et al.Detecting error of Shack-Hartmann wavefront sensor[J].Chinese Journal of Quantum Electronics.1998,15(2):218-318(in Chinese).
[10]	LI X Y,JIANG W H.Zernike modal wavefront reconstruction error of Hartmann-Shack wavefront sensor[J].Acta Optica Sinica,2002,22(10):1236-1241(in Chinese).
[11]	RODDIER N.Atmospheric wavefront simulation using Zernike polynomial[J].Opt Engng,1990,29(10):1174-1180.

[1]	黄威威 , 游德勇 , 高向东 , 张艳喜 , 黄宇辉 . 基于相关分析和神经网络的激光焊接稳态识别. 激光技术, 2022, 46(3): 312-319. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2022.03.004
[2]	宋华峣 , 王辉林 , 曹泉泉 , 张守宇 , 秦正健 . 传递函数快速相关法的激光测速技术研究. 激光技术, 2020, 44(1): 61-65. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.01.011
[3]	王珍珠 , 刘厚通 , 钟志庆 , 迟如利 , 刘东 , 周军 . PML大气探测可靠性验证及探测结果分析. 激光技术, 2008, 32(5): 449-452.
[4]	陈晨 , 郭晓明 , 马军 , 王文生 . 基于激光散斑角度相关法表面粗糙度测量. 激光技术, 2015, 39(4): 497-500. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.04.015
[5]	王俊松 , 张吴记 , 潘志伟 , 章美娟 , 汪卫华 , 杨锦宏 , 黄生洪 , 贺胜男 . 基于激光散斑数字图像相关法的热应变测量. 激光技术, 2023, 47(2): 171-177. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.02.003
[6]	郝欣 , 朱启华 , 张颖 , 王芳 , 王逍 , 赵磊 , 周凯南 , 曾小明 . 剩余啁啾对自相关法测量超短脉冲脉宽的影响. 激光技术, 2010, 34(6): 789-793. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.06.019
[7]	陈曼龙 . 机器视觉螺纹测量的误差分析. 激光技术, 2014, 38(1): 109-113. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.01.024
[8]	张德斌 , 宋余华 , 王全胜 , 杜亚清 , 张新兴 , 张豪 . 激光发散角测量的误差分析. 激光技术, 2016, 40(6): 926-929. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.06.031
[9]	赵琦 , 杨洁 , 蒋泽伟 , 孟庆安 , 樊红英 , 李轶国 , 耿旭 . 前向散射粒径探测器测量不确定度的校准. 激光技术, 2016, 40(1): 99-102. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.01.022
[10]	陈曼龙 . 外螺纹垂直投影测量法及应用分析. 激光技术, 2012, 36(6): 793-797. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.06.020
[11]	吴兆勇 , 杜正春 . 基于误差椭球的激光测量系统的不确定度分析. 激光技术, 2017, 41(1): 29-33. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.01.007
[12]	陈立刚 , 洪津 , 乔延利 , 孙晓兵 . 基于双Wollaston棱镜的偏振测量系统的精度分析. 激光技术, 2008, 32(5): 468-470.
[13]	刘玉周 , 赵斌 . 移相相关法计算相位差的研究. 激光技术, 2014, 38(5): 638-642. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.05.013
[14]	俞海 , 刘云鹏 , 郭荣鑫 , 夏海廷 , 颜峰 . 数字图像相关法散斑图质量评价方法. 激光技术, 2020, 44(2): 237-243. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.02.018
[15]	杨晓杰 , 周冰 , 应家驹 , 周中亮 . 凝视激光探测系统的探测灵敏度测试方法. 激光技术, 2010, 34(1): 132-134. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.037
[16]	杨友良 , 刘爱旭 , 马翠红 , 连畅 . 基于红外CCD的钢水红外测温模型分析. 激光技术, 2018, 42(4): 562-566. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.04.024
[17]	严永鹏 , 高秀敏 , 张雷洪 , 张大伟 . 基于有源谐振腔的喇曼气体分析系统设计. 激光技术, 2017, 41(1): 65-67. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.01.014
[18]	赵岩 , 禹延光 , 叶会英 . 光反馈自混合干涉对称折叠算法的精度分析. 激光技术, 2009, 33(4): 387-390. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.04.015
[19]	肖国辉 , 黄佐华 , 刘昌宁 , 黄妙娜 . 透明衬底透明膜椭偏数据处理分析. 激光技术, 2010, 34(2): 247-249,288. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.02.028
[20]	范宜艳 , 赵斌 , 马国鹭 . 基于光学标靶与测距仪的隐藏区域坐标测量. 激光技术, 2014, 38(6): 723-728. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.06.001

点击查看大图

计量

文章访问数: 3493
HTML全文浏览量: 604
PDF下载量: 224
被引次数: 0

哈特曼-夏克波前传感器的最优模式复原

通讯作者: 廖文和, cnwho@nuaa.edu.cn;

作者简介: 童桂(1978- ),男,博士研究生,主要从事生物医学和自适应光学的研究.

1. 南京航空航天大学, 机电学院, 南京, 210016

收稿日期: 2007-05-14
录用日期: 2007-10-16
网络出版日期: 2008-08-25

基金项目: 国家八六三计划高技术研究发展计划资助项目(2006AA020804)

关键词:

摘要: 为了减少波前探测斜率噪声对于基于哈特曼-夏克波前传感器的Zernike复原模式的影响,采用对波前复原矩阵斜率噪声影响的相关分析和线性解耦变换的方法,得到一组基于哈特曼-夏克传感器斜率探测噪声的Zernike最优复原模式,通过合理剔除波前模式复原中易受噪声影响的模式组合,减少了波前测量噪声引起的波前模式复原误差;采用蒙特卡罗随机试验法,验证了——子孔径成方形排布的波前传感器对于波前斜率噪声的受影响程度,仿真结果显示,复原模式系数误差由0.0212λ下降为0.0048λ.结果表明,在剔除部分模式项后,最优复原模式统计优化对于滤除波前斜率探测噪声有一定的作用,提高了波前探测器的探测精度和复原能力.