哈特曼传感器测量人眼波像差的特性研究 被引量：16

1

作者 全薇 凌宁 +3 位作者 王肇圻 饶学军 王成 陈志辉 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期1-5,共5页

准确测量人眼波像差,对提高正常眼睛的视力和人眼屈光矫正手术具有重要的实验和临床 价值。对哈特曼传感器测量人眼波像差的精确性和重复性进行了研究,测量人眼离焦的精度为0.2D,波像差的平均偏差为0.065mm。

关键词 波像差 人眼波像差 波前传感器 哈特曼传感器

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自适应光学系统中哈特曼传感器与变形镜对准误差的测量方法 被引量：5

2

作者 顾乃庭 杨泽平 +1 位作者 黄林海 饶长辉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期287-292,共6页

提出了一种可以实现自适应光学系统中哈特曼传感器与变形镜对准的方法。该方法通过给用来做标记的驱动器施加电压来表征变形镜的位置,利用哈特曼探测变形镜镜面面形的斜率分布信息获取驱动器的准确位置,并据此计算哈特曼传感器和变形镜... 提出了一种可以实现自适应光学系统中哈特曼传感器与变形镜对准的方法。该方法通过给用来做标记的驱动器施加电压来表征变形镜的位置,利用哈特曼探测变形镜镜面面形的斜率分布信息获取驱动器的准确位置,并据此计算哈特曼传感器和变形镜之间位置失配,为二者的自动对准提供依据;阐述了该方法的对准原理,推导了哈特曼和变形镜之间位置失配计算公式;以45单元自适应光学系统为例,展开对该对准方法的模拟仿真。结果表明:当二者的平移失配和旋转失配误差小于2倍子孔径大小和小于10°时,测量误差分别小于子孔径大小的5%和0.15°,能够准确测量自适应光学系统中哈特曼传感器和变形镜之间的位置失配。 展开更多

关键词 自适应光学 哈特曼传感器 变形镜 对准误差测量

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湍流大气中哈特曼传感器的模式波前复原误差II 被引量：4

3

作者 李新阳 姜文汉 +1 位作者 王春红 鲜浩 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期319-323,共5页

分别采用 Zernike和 Karhunen-Loeve两种模式波前复原法 ,分析了在子孔径斜率测量噪声影响下 ,哈特曼传感器对大气湍流畸变波前的模式复原误差与模式复原阶数等的关系。发现最优模式复原阶数主要与哈特曼传感器的子孔径斜率探测信噪比... 分别采用 Zernike和 Karhunen-Loeve两种模式波前复原法 ,分析了在子孔径斜率测量噪声影响下 ,哈特曼传感器对大气湍流畸变波前的模式复原误差与模式复原阶数等的关系。发现最优模式复原阶数主要与哈特曼传感器的子孔径斜率探测信噪比有关。分析了一个哈特曼传感器对实际大气湍流畸变波前的测量结果 ,给出了确定传感器测量噪声的方法。 展开更多

关键词 哈特曼传感器 大气湍流 波前复原 自适应光学

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湍流大气中哈特曼传感器的模式波前复原误差 被引量：21

4

作者 李新阳 姜文汉 +1 位作者 王春红 鲜浩 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期149-154,共6页

分别采用 Zernike和 Karhunen-loeve两种模式波前复原法 ,分析了子孔径斜率测量不受噪声影响的理想情况下 ,哈特曼传感器对大气湍流畸变波前的模式复原误差与大气湍流相干长度、传感器的结构尺寸、模式复原阶数等的关系。结果表明 Karhu... 分别采用 Zernike和 Karhunen-loeve两种模式波前复原法 ,分析了子孔径斜率测量不受噪声影响的理想情况下 ,哈特曼传感器对大气湍流畸变波前的模式复原误差与大气湍流相干长度、传感器的结构尺寸、模式复原阶数等的关系。结果表明 Karhunen-loeve模式法比 Zernike模式法的波前复原误差更小些。 展开更多

关键词 哈特曼传感器 大气湍流 模式波前复原

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基于哈特曼传感器的激光波前分布测量技术 被引量：2

5

作者 王国星 马冲 《中国测试》 CAS 北大核心 2012年第5期22-24,28,共4页

激光波前分布作为ISO新列入的衡量激光光束质量的重要参数,对其有效、准确地测量显得十分重要。根据哈特曼波前测量原理,详细介绍了基于哈特曼传感器的激光波前分布测量装置、哈特曼传感器波前斜率测量方法和常用波前重构算法,引入一种... 激光波前分布作为ISO新列入的衡量激光光束质量的重要参数,对其有效、准确地测量显得十分重要。根据哈特曼波前测量原理,详细介绍了基于哈特曼传感器的激光波前分布测量装置、哈特曼传感器波前斜率测量方法和常用波前重构算法,引入一种定标哈特曼传感器针孔阵列与CCD间距的方法,分析定标实验数据及使用已定标的哈特曼波前分析仪测量波前的实验结果。实验证明定标方法可靠有效。 展开更多

关键词 激光计量 激光光束质量 激光波前 哈特曼传感器 自适应光学

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基于哈特曼传感器激光波面测试方法研究 被引量：1

6

作者 王春艳 王宇超 齐立群 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2015年第1期1-5,共5页

激光通信中主要存在的问题为激光在传输过程中受大气环境影响严重,产生波面畸变,影响激光的传输质量,从而引起激光所携带的信息失真。以哈特曼传感器为核心研制一个操作简便、结构紧凑的波面测试系统,该系统可有效地检测激光传输后及传... 激光通信中主要存在的问题为激光在传输过程中受大气环境影响严重,产生波面畸变,影响激光的传输质量,从而引起激光所携带的信息失真。以哈特曼传感器为核心研制一个操作简便、结构紧凑的波面测试系统,该系统可有效地检测激光传输后及传输过程中产生的波像差。通过对所要求的技术指标进行分析,合理地选择了满足要求的哈特曼波面传感器及微透镜阵列,根据微透镜阵列的口径对准直光学系统进行了设计,编制了测试软件界面,给出了波面测试实验结果,最终满足测试指标要求。 展开更多

关键词 哈特曼传感器 激光波面测试 微透镜

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哈特曼传感器子孔径光斑的局部自适应阈值分割方法 被引量：8

7

作者 李旭旭 李新阳 王彩霞 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期170687-170694,共8页

夏克-哈特曼传感器的质心偏移估计精度受噪声的影响非常大,在传统质心法(CoG)中尤为突出,因而阈值的选取十分重要。本文提出了一种基于统计排序的局部自适应阈值分割方法,并与传统的全局阈值法进行对比,发现自适应的局部阈值能够更加有... 夏克-哈特曼传感器的质心偏移估计精度受噪声的影响非常大,在传统质心法(CoG)中尤为突出,因而阈值的选取十分重要。本文提出了一种基于统计排序的局部自适应阈值分割方法,并与传统的全局阈值法进行对比,发现自适应的局部阈值能够更加有效地分割出阵列光斑,从而减小背景噪声对质心估计的影响,降低波面复原误差。本文通过静态相差的测量实验,从质心偏移估计的精度和波前复原精度两个方面进行分析,验证了该方法的有效性。另外,本文发现自适应阈值结合灰度加权的质心提取方法,是对传统质心法的较好改进,可以有效提高峰值信噪比大约10~40的光斑质心提取精度。 展开更多

关键词 夏克-哈特曼传感器 点源光斑 自适应阈值 质心提取 质心算法

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超松弛法哈特曼传感器波前重构仿真分析 被引量：1

8

作者 朱彬 杨泽平 +1 位作者 许冰 胡渝 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期18-19,共2页

哈特曼传感器是一种对环境要求低 ,测量精度高的光束质量测量仪器 ,但传统方法不能对任意形状的光斑进行波前重构 ,即光束质量测量。文中采用超松弛法进行计算机仿真 ,验证了该方法能够适应任意入射形状光斑的波前复原 。

关键词 哈特曼传感器 波前重构 超松池法 仿真分析

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哈特曼传感器仿真平台设计 被引量：1

9

作者 武超群 李梅 周璐春 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期567-571,共5页

为了实现波前处理机脱离以哈特曼传感器为核心的波前探测光学系统,独立地进行处理机算法的设计和验证,采用软、硬件结合的方式,设计了哈特曼传感器输出图像仿真平台。上位机仿真监控软件采用VC和MATLAB联合编程,根据哈特曼传感器工作原... 为了实现波前处理机脱离以哈特曼传感器为核心的波前探测光学系统,独立地进行处理机算法的设计和验证,采用软、硬件结合的方式,设计了哈特曼传感器输出图像仿真平台。上位机仿真监控软件采用VC和MATLAB联合编程,根据哈特曼传感器工作原理和结构,仿真生成哈特曼图像,并完成与硬件电路交互命令和传输数据的功能。以FPGA为核心的主控电路,完成发送响应信号、接收监控软件发送的读写指令、存储数据的功能,并根据实际CCD时序实时输出标准Camera Link接口格式的图像数据。经验证,软件仿真图像和实际输出相符;仿真平台输出表明硬件时序正确,满足设计速度要求。 展开更多

关键词 哈特曼传感器 CCD相机 VC FPGA

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哈特曼与CCD传感器信标光轴精密定位对比 被引量：2

10

作者 景文博 姜会林 +2 位作者 王晓曼 杨文波 付强 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期1963-1968,共6页

捕获、对准和跟踪是大气激光通信系统的核心技术,信标光轴的精密对准可提高通信的稳定性和降低通信误码率。信标光轴的对准主要是对大气激光通信中光束到达角的计算,应用传统的CCD传感器的光斑质心算法,在强湍流的扰动下已经无法准确地... 捕获、对准和跟踪是大气激光通信系统的核心技术,信标光轴的精密对准可提高通信的稳定性和降低通信误码率。信标光轴的对准主要是对大气激光通信中光束到达角的计算,应用传统的CCD传感器的光斑质心算法,在强湍流的扰动下已经无法准确地测量光束的到达角;提出了应用哈特曼传感器对波前进行探测,采用Zernike多项式模式法重构波前实时计算到达角起伏,并分析了Zernike模式法重构精度。实验表明:在焦距为1.6m时,采用传统的CCD传感器质心算法测量到达角起伏精度为4～8μrad(RMS);哈特曼传感器在等效焦距为350mm的情况下,测量精度优于2μrad(RMS),满足了大气激光通信系统APT和甚远距离APT技术的需求,同时也满足了未来激光通信机载、星载轻小型化的需求。 展开更多

关键词 大气激光通信 信标光 光轴定位 到达角 哈特曼传感器

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夏克-哈特曼波前传感器光斑质心探测方法比较与分析 被引量：8

11

作者 程利群 景文博 王晓曼 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2014年第3期23-26,共4页

夏克-哈特曼(简称哈特曼)波前传感器被广泛应用于光学测量、激光大气传输、医学等领域。由于哈特曼波前传感器是根据光斑质心的偏移量来重构畸变波前,因此,哈特曼阵列光斑质心的探测精度直接影响了波前重构的精度。本文从哈特曼波前传... 夏克-哈特曼(简称哈特曼)波前传感器被广泛应用于光学测量、激光大气传输、医学等领域。由于哈特曼波前传感器是根据光斑质心的偏移量来重构畸变波前,因此,哈特曼阵列光斑质心的探测精度直接影响了波前重构的精度。本文从哈特曼波前传感器的测量原理着手,对几种阈值法质心探测技术及窗口法质心探测技术进行了比较和分析,得到了质心计算误差均在0.1pixel左右,可在实际不同应用时选择不同的质心探测方法。 展开更多

关键词 哈特曼传感器 质心探测 阵列光斑 阈值法 窗口法

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一种数学形态学的哈特曼-夏克传感器阈值选取方法 被引量：2

12

作者 王波 沈建新 +1 位作者 梁春 周宇 《光电子技术》 CAS 2008年第4期227-231,共5页

为了提高计算哈特曼-夏克波前传感器的质心探测精度,设计了基于数学形态学的滤波器。此滤波器基于四个有向结构元素形态滤波,设计的每个元素充分考虑了哈特曼-夏克波前传感器探测人眼波前像差时的光斑点大致形态。这个滤波器优化了阈值... 为了提高计算哈特曼-夏克波前传感器的质心探测精度,设计了基于数学形态学的滤波器。此滤波器基于四个有向结构元素形态滤波,设计的每个元素充分考虑了哈特曼-夏克波前传感器探测人眼波前像差时的光斑点大致形态。这个滤波器优化了阈值,经此滤波器处理后,可以保持传感器探测到每个光斑点的形态特征,保留了更多的光斑信息。通过在视网膜细胞显微镜项目的应用其速度和精度均能满足要求。 展开更多

关键词 哈特曼-夏克传感器 质心探测 数学形态学 滤波器

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稀疏表示的夏克-哈特曼波前传感器信号提取 被引量：1

13

作者 张艳艳 许文涛 陈苏婷 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期48-54,共7页

由于背景噪声及探测器噪声的存在,夏克-哈特曼波前传感器质心探测误差较大,本文提出了一种在稀疏域去除背景噪声及探测器噪声的方法。首先采用二维高斯模型生成光斑信号样本图像,构造超完备目标字典,依次对测试图像分块计算其在超完备... 由于背景噪声及探测器噪声的存在,夏克-哈特曼波前传感器质心探测误差较大,本文提出了一种在稀疏域去除背景噪声及探测器噪声的方法。首先采用二维高斯模型生成光斑信号样本图像,构造超完备目标字典,依次对测试图像分块计算其在超完备字典中的表示系数,利用噪声、背景和目标表示系数的不同,通过认为设定阈值来判别该图像块是否为光斑信号。结果表明,本文处理方法能够较好的提取出光斑信号,且与减阈值算法相比,其处理后质心偏差、RMS及PV值都较小。 展开更多

关键词 自适应光学 夏克-哈特曼波前传感器 稀疏表示 质心偏差

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基于斜入射自准法哈特曼-夏克波前传感器测量数据分析 被引量：1

14

作者 徐高平 周雪云 +1 位作者 魏建宁 官春林 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期36-37,共2页

为了验证哈特曼-夏克波前传感器在光线斜入射到被测物体表面时所测数据的可靠性,本文采用变形镜模拟激光镜面热畸变,使变形镜在不同的驱动电压下产生相应的形变,用哈特曼-夏克波前传感器作为测量仪器,分别以垂直入射法和斜入射法测量了... 为了验证哈特曼-夏克波前传感器在光线斜入射到被测物体表面时所测数据的可靠性,本文采用变形镜模拟激光镜面热畸变,使变形镜在不同的驱动电压下产生相应的形变,用哈特曼-夏克波前传感器作为测量仪器,分别以垂直入射法和斜入射法测量了变形镜在各驱动电压下的形变数据。对比两种方法测得的波前像差峰谷值(PV值)数据发现,斜入射法测得的数据小于垂直入射法测得的真实数据,两者之间的相对偏差随形变量的增大而增大,且与入射角密切有关,随着入射角的增大,相对偏差明显增大。若将斜入射法测得的数据除以入射角的余弦对数据进行修正,结果与真实数据吻合很好,波前像差PV值最大相对偏差不到2%。 展开更多

关键词 激光 热畸变 哈特曼-夏克波前传感器 波前像差

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哈特曼波前传感器的自动孔径搜索与匹配方法

15

作者 魏凌 杨金生 +5 位作者 史国华 王飞 饶学军 蔡留美 姜现坡 张雨东 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期31-35,共5页

为了使夏克-哈特曼波前传感器(SHWFS)能保证精度的同时又能获得更大的动态范围,介绍了一种用于SHWFS的自动子孔径搜索与匹配算法。该方法在实施时,先根据待测量图像计算背景阈值,然后以减阈值后的图像中心位置的一个光斑为参考光斑的参... 为了使夏克-哈特曼波前传感器(SHWFS)能保证精度的同时又能获得更大的动态范围,介绍了一种用于SHWFS的自动子孔径搜索与匹配算法。该方法在实施时,先根据待测量图像计算背景阈值,然后以减阈值后的图像中心位置的一个光斑为参考光斑的参考中心,按图像的横、纵方向依次搜索其它光斑点,接着将搜索的结果拼接起来得到所有孔径的分布,最后根据两幅图像得到的各自的子孔径分布按横、纵方向平移进行配准,以达到最优的匹配结果。文中利用实验对本论文提出的方法进行了验证。结果表明,本文提出的方法能够实现SHWFS的子孔径搜索与匹配,提高哈特曼的动态范围。 展开更多

关键词 自适应光学 夏克-哈特曼波前传感器 动态范围 子孔径

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夏克-哈特曼波前传感器光斑自动精确定位 被引量：2

16

作者 颜佩国 刘树昌 +1 位作者 王晓曼 景文博 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2013年第5期123-126,共4页

为了在提高夏克-哈特曼波前探测精度的同时扩大波前测量的动态范围,提出一种基于高斯模板匹配选取光斑质心探测窗口的方法。根据传感器的参数确定模板尺寸,利用N维空间正态分布方程生成高斯模板,进行模板与图像匹配,根据模板与匹配子图... 为了在提高夏克-哈特曼波前探测精度的同时扩大波前测量的动态范围,提出一种基于高斯模板匹配选取光斑质心探测窗口的方法。根据传感器的参数确定模板尺寸,利用N维空间正态分布方程生成高斯模板,进行模板与图像匹配,根据模板与匹配子图的相似度确定光斑质心探测窗口。通过对仿真和实际采样阵列光斑图像的实验,验证了该方法的可行性,相对于投影法探测质心的标准差降低65.6%,波前重构误差减小48.5%,能够实现夏克-哈特曼波前传感器光斑的自动精确定位,提高其波前探测精度的同时扩大波前测量的动态范围。 展开更多

关键词 夏克-哈特曼波前传感器 高斯模板匹配 质心探测窗口 阵列光斑

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基于哈特曼-夏克传感器的渐变焦眼镜测量系统

17

作者 潘金柱 付东翔 《电子科技》 2017年第3期134-137,共4页

眼镜的测量是渐进多焦点眼镜设计和加工过程中的一个重要环节,但是已有仪器的稳定性和精确度并不理想。因此设计了一种完整的测量系统,采用哈特曼夏-克传感器采集数据,采用望远系统对透过镜片的光线进行人眼视物的简单模拟,并通过Java... 眼镜的测量是渐进多焦点眼镜设计和加工过程中的一个重要环节,但是已有仪器的稳定性和精确度并不理想。因此设计了一种完整的测量系统,采用哈特曼夏-克传感器采集数据,采用望远系统对透过镜片的光线进行人眼视物的简单模拟,并通过Java编写测量软件,采集传感器接收到的不规则光波,并依据波前重构算法重构波前,与原始规则光波进行比较分析,得到Zernike系数,最终得到所需要的光焦度和散光的值。测量结果的精确度与预期设计基本吻合,达到了设计需求。 展开更多

关键词 渐进多焦点眼镜 测量系统 哈特曼-夏克传感器 望远系统 波前重构算法 散光 光焦度

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对Zernike模式法重构19单元哈特曼测量波前的研究 被引量：11

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作者 杨华峰 姜宗福 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期484-487,共4页

通过对19单元哈特曼测量和模式法重构波前的过程进行数值模拟,研究了Zern ike模式法重构波前时耦合和混淆出现的原因、条件、程度和数学算法的表现。确定了在综合考虑最高可识别模式和计算稳定性同计算工具关系的情况下,选择最佳重构阶... 通过对19单元哈特曼测量和模式法重构波前的过程进行数值模拟,研究了Zern ike模式法重构波前时耦合和混淆出现的原因、条件、程度和数学算法的表现。确定了在综合考虑最高可识别模式和计算稳定性同计算工具关系的情况下,选择最佳重构阶数的基本原则。同时对19单元哈特曼复原精度进行了评价,得出模式耦合是影响精度的主要因素,得到了模式法波前测量的适用条件,为利用哈特曼进行光束质量诊断提供了依据。 展开更多

关键词 自适应光学 哈特曼传感器 波前重构 Zernike模式法 模式耦合 模式混淆

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热风式大气湍流模拟装置的哈特曼测量 被引量：7

19

作者 张慧敏 李新阳 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第B12期4-7,共4页

大气湍流是由于大气温度、压强的随机变化引起大气折射率随机改变而产生的。遵循这一原理,热风式湍流模拟装置对传输光束周围的空气加热,用风扇抽吸热空气产生湍流,通过改变加热温度和风扇的转速,模拟不同强弱的湍流。用哈特曼传感器对... 大气湍流是由于大气温度、压强的随机变化引起大气折射率随机改变而产生的。遵循这一原理,热风式湍流模拟装置对传输光束周围的空气加热,用风扇抽吸热空气产生湍流,通过改变加热温度和风扇的转速,模拟不同强弱的湍流。用哈特曼传感器对该装置进行测量并采集数据,通过波前斜率处理复原波前,在此基础上从时间域和空间域等方面分析所产生湍流的特点,并与理论进行比较。结果表明,该装置能产生基本符合大气湍流统计理论的湍流。 展开更多

关键词 大气湍流 哈特曼传感器 湍流模拟装置 波前测量

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基于哈特曼原理的薄膜应力在线测量系统 被引量：1

20

作者 王华清 薛唯 +2 位作者 卢维强 李夏 张楠 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期120-125,共6页

介绍了一种基于哈特曼传感器的薄膜应力在线检测系统。哈特曼透镜阵列将待测量表面划分成若干小区域,通过测量每个小区域成像光斑的相对位置变化来获得整个测量表面的变形量,将测得的变形量代入到薄膜应力与基板表面变形的关系式中,求... 介绍了一种基于哈特曼传感器的薄膜应力在线检测系统。哈特曼透镜阵列将待测量表面划分成若干小区域,通过测量每个小区域成像光斑的相对位置变化来获得整个测量表面的变形量,将测得的变形量代入到薄膜应力与基板表面变形的关系式中,求得薄膜应力。通过对影响光斑质心探测精度的各种因素进行分析,提出使用加阈值的一阶矩法,精确计算光斑质心,结合高灵敏度的CMOS探测器,使系统的面形测量精度达到15.7nm,应力测量灵敏度优于3.3MPa,实现了薄膜应力测量的高灵敏度与在线测量的统一。最后通过对TiO2,SiO2单层膜的在线测量,验证了系统的灵敏度与稳定性,能够完全满足薄膜应力分析的需要。 展开更多

关键词 薄膜应力 在线测量 哈特曼传感器

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