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

1

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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稀疏表示的夏克-哈特曼波前传感器信号提取 被引量：1

2

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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夏克-哈特曼波前传感器光斑自动精确定位 被引量：2

3

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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双光楔微扫描哈特曼-夏克波前探测技术 被引量：3

4

作者 马辰昊 付跃刚 +2 位作者 贺文俊 王加科 董亭亭 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第9期2813-2818,共6页

传统哈特曼-夏克传感器主要受微透镜尺寸与微透镜数量的限制,对待测波前采样不足,影响对波前的探测精度。通过对哈特曼-夏克传感器波前重构原理和双光楔微扫描原理进行分析讨论,提出了一种在哈特曼-夏克传感器之前加入双光楔微扫描结构... 传统哈特曼-夏克传感器主要受微透镜尺寸与微透镜数量的限制,对待测波前采样不足,影响对波前的探测精度。通过对哈特曼-夏克传感器波前重构原理和双光楔微扫描原理进行分析讨论,提出了一种在哈特曼-夏克传感器之前加入双光楔微扫描结构的检测方法,弥补了传统哈特曼-夏克传感器对待测波前采样不足的缺点。利用Zemax和Lighttools软件模拟了加入双光楔微扫描结构哈特曼-夏克传感器的光斑分布情况。微扫描图像重建算法与波前重构算法结合给出原理性验证,对所模拟后大像差光学系统波前复原精度提高了53.53%,该方法可以有效提高哈特曼-夏克传感器对波前探测的精度。 展开更多

关键词 哈特曼-夏克传感器 微扫描 波前重构 检测精度

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哈特曼波前传感器的自动孔径搜索与匹配方法

5

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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基于哈特曼-夏克传感器的渐变焦眼镜测量系统

6

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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基于GPU的快速夏克-哈特曼波前重构方法研究 被引量：2

7

作者 卫培霞 景文博 +2 位作者 刘学 王晓曼 朱海忱 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2016年第1期66-70,共5页

在夏克-哈特曼波前重构方法中,为了提高波前重构的速度,解决实时性差的问题,提出了一种基于GPU的快速夏克-哈特曼波前重构方法:将Zernike模式波前重构算法中Zernike多项式系数和波前数据的矩阵求解部分按照棋盘式和带状式分解并行化,根... 在夏克-哈特曼波前重构方法中,为了提高波前重构的速度,解决实时性差的问题,提出了一种基于GPU的快速夏克-哈特曼波前重构方法:将Zernike模式波前重构算法中Zernike多项式系数和波前数据的矩阵求解部分按照棋盘式和带状式分解并行化,根据不同的分解并行模式调度线程块及线程块中的线程数,转存数据到共享内存提高数据访问效率,优化数据存储结构提高全局存储器访问带宽,多个线程并发执行,快速重构波前。实验表明:基于GPU的快速算法相比传统CPU方式具有明显加速效果,当波前插值分辨率为2048*2048时,速度甚至提高了206倍;在加速的同时仍可保持原有算法的高准确度,为高精度、高分辨率的波前重构提供了快速、实时的计算方法。 展开更多

关键词 夏克-哈特曼波前传感器 GPU 波前重构 并行计算

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对Hartmann-Shack波前传感器平移误差的研究 被引量：4

8

作者 叶红卫 鲜浩 张雨东 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期1-4,10,共5页

Hartmann-Shack传感器的探测精度对于评价自适应光学系统的校正能力和光学检测精度都是十分重要的。通过对传感器的平移误差的理论分析和数据仿真来对传感器的系统精度进行研究,确定平移误差的最佳范围为残余像差与理论像差的均方根比... Hartmann-Shack传感器的探测精度对于评价自适应光学系统的校正能力和光学检测精度都是十分重要的。通过对传感器的平移误差的理论分析和数据仿真来对传感器的系统精度进行研究,确定平移误差的最佳范围为残余像差与理论像差的均方根比值不大于0.5%。这为Hartmann-Shack传感器的装配提供了理论依据和技术指标。 展开更多

关键词 自适应光学 波前传感器 平移误差 哈特曼-夏克传感器

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用哈特曼法研究自由旋涡气动窗口光束质量 被引量：5

9

作者 刘天华 姜宗福 +3 位作者 许晓军 李文煜 刘泽金 赵伊君 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期536-540,共5页

利用 37单元哈特曼波前传感器实验研究不同工作条件下不同时刻自由旋涡气动窗口对输出激光波前的影响。将高速 CCD所采集的畸变激光波前传送给高速波前处理机 ,采用模式法对其进行波前重构 ,进而计算给出畸变波前的波像差峰谷值、波像... 利用 37单元哈特曼波前传感器实验研究不同工作条件下不同时刻自由旋涡气动窗口对输出激光波前的影响。将高速 CCD所采集的畸变激光波前传送给高速波前处理机 ,采用模式法对其进行波前重构 ,进而计算给出畸变波前的波像差峰谷值、波像差均方根和斯特列尔比值等相关光学参数随气动窗口工作条件不同的变化曲线。结果表明 ,自由旋涡气动窗口对输出激光波前的影响主要是光束偏转和离焦 ,特别是气动窗口工作在设计状态时 ,其余低阶及高阶像差都比较小 ,能够满足实际需要。哈特曼波前传感器能很好地用于自由旋涡气动窗口对激光波前影响的二维动态测量 ,并能给出波前畸变的各项 Zernike多项式的模式系数得到畸变波前 ,直接为气动窗口与强激光发射系统的对接和波前校正提供数据。 展开更多

关键词 高能激光器 自由旋涡气动窗口 FADW 哈特曼-夏克波前传感器 波前畸变 波前重构 光束质量

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自由旋涡气动窗口自适应光学波前校正初步研究 被引量：1

10

作者 刘天华 姜宗福 +2 位作者 许晓军 刘泽金 赵伊君 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期664-668,共5页

自由旋涡气动窗口能有效地替代高能激光器传统晶体输出镜 ,起到密封激光器低腔压的作用。利用现有的 37单元室内自适应光学系统 ,对自由旋涡气动窗口的输出激光波前畸变进行自适应光学波前校正。给出了自适应光学系统对气动窗口畸变波... 自由旋涡气动窗口能有效地替代高能激光器传统晶体输出镜 ,起到密封激光器低腔压的作用。利用现有的 37单元室内自适应光学系统 ,对自由旋涡气动窗口的输出激光波前畸变进行自适应光学波前校正。给出了自适应光学系统对气动窗口畸变波前的校正原理 ,采用直接斜率法在设计状态下对畸变波前进行了校正实验。结果表明 。 展开更多

关键词 波前校正 高能激光器 自由旋涡气动窗口 FADW 自适应光学系统 哈特曼-夏克波前传感器 波前畸变

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提高波前探测精度的高阶矩方法 被引量：7

11

作者 夏爱利 马彩文 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期472-477,共6页

夏克-哈特曼波前传感器测量畸变波前的探测精度主要取决于光斑质心的测量精度。提出了一种提高光斑质心探测精度的新方法,在优化的探测窗口内使用高阶矩方法计算光斑的质心。首先,在整个子孔径内,通过一阶矩方法获得光斑的近似中心,然... 夏克-哈特曼波前传感器测量畸变波前的探测精度主要取决于光斑质心的测量精度。提出了一种提高光斑质心探测精度的新方法,在优化的探测窗口内使用高阶矩方法计算光斑的质心。首先,在整个子孔径内,通过一阶矩方法获得光斑的近似中心,然后以这个近似中心为中心,包含整个光斑,建立一个矩形窗口,并在该窗口内通过高阶矩方法重新计算光斑的质心。通过该改进的方法,在优化的探测窗口外,噪声的影响基本被消除;在优化的探测窗口内,噪声的影响也因为光斑权值比重的增大而削弱。实验结果证明:与传统方法相比,新方法提高了光斑质心测量的精度、重复性和稳定性。 展开更多

关键词 自适应光学 夏克-哈特曼波前传感器 质心计算 高阶矩

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基于HSS的人眼波前像差测量成像系统分析

12

作者 徐安成 饶丰 朱锡芳 《电子质量》 2016年第8期10-13,共4页

哈特曼-夏克传感器已经应用于人眼波前像差的客观测量中,但是对于该系统,采样点大小对结果精度的影响的研究还未见报道。该文根据人眼波前像差测量成像系统的光学结构,得到了全系统的点扩散函数数学模型,分析Airy斑大小对系统精度的影... 哈特曼-夏克传感器已经应用于人眼波前像差的客观测量中,但是对于该系统,采样点大小对结果精度的影响的研究还未见报道。该文根据人眼波前像差测量成像系统的光学结构,得到了全系统的点扩散函数数学模型,分析Airy斑大小对系统精度的影响。研究表明,从眼视网膜上发出的理想光源,成像在HSS面上所形成的Airy斑的几何尺寸远小于实验中所用的HSS采样点的大小,因此,可以忽略Airy斑对系统精度的影响。该研究从理论及实验上证明了基于HSS的人眼波前像差测量结果是准确可靠的。 展开更多

关键词 哈特曼- 夏克传感器 波前像差 成像系统 视觉

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液体冷却大面泵浦板条激光器的波前畸变研究 被引量：2

13

作者 刘善超 刘洋 +2 位作者 刘磊 王喆 赵鸿 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期266-270,共5页

固体激光器中热效应引起的波前畸变影响了高光束质量,高功率的激光输出,限制了它在当代工业加工和科学研究领域的应用发展。以激光波前畸变的产生机理和液体冷却大面泵浦板条激光器的优势为切入点,利用哈特曼-夏克波前探测器进行一系列... 固体激光器中热效应引起的波前畸变影响了高光束质量,高功率的激光输出,限制了它在当代工业加工和科学研究领域的应用发展。以激光波前畸变的产生机理和液体冷却大面泵浦板条激光器的优势为切入点,利用哈特曼-夏克波前探测器进行一系列的波前畸变测试,通过对静态波前畸变量和动态波前畸变量等结果进行数据分析,对影响结果的因素进行分析,并提出改进意见,以期望进一步减少液体冷却大面泵浦板条激光器的热效应。 展开更多

关键词 激光器 热效应 波前畸变 液体冷却大面泵浦板条 哈特曼-夏克波前探测

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测量视觉系统MTF的一种客观方法 被引量：2

14

作者 全薇 凌宁 +2 位作者 宋贵才 王肇圻 陈志辉 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期20-22,共3页

视觉系统的光学调制传递函数( MTF ),通常采用以大脑知觉为基准,对客观物理刺激进行主观评价的心理物理方法来测量。利用哈特曼-夏克波前传感器测量视觉系统的波像差,再由波像差和瞳函数的自相关,即可得出视觉系统的MTF。与心理物理方... 视觉系统的光学调制传递函数( MTF ),通常采用以大脑知觉为基准,对客观物理刺激进行主观评价的心理物理方法来测量。利用哈特曼-夏克波前传感器测量视觉系统的波像差,再由波像差和瞳函数的自相关,即可得出视觉系统的MTF。与心理物理方法相比,该方法不受被测试者情绪和心理状态的影响,并克服了测量过程繁琐的缺陷,具有客观、简便、快捷的特点,测量的全过程仅需3分钟。 展开更多

关键词 视觉系统 光学调制传递函数 哈特曼-夏克波前传感器 测量 波像差 MTF

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光斑图抑噪预处理的方法研究 被引量：5

15

作者 王薇 陈怀新 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期54-56,60,共4页

为了提高光斑的质心探测精度,要对采集的光斑图在质心位置确定之前进行抑噪预处理,采用5种常用的图像处理方法对光斑图进行抑噪处理。仿真和实验结果表明,两种非线性滤波算法效果最好,极大地提高了质心探测精度,为波前相位探测中的数据... 为了提高光斑的质心探测精度,要对采集的光斑图在质心位置确定之前进行抑噪预处理,采用5种常用的图像处理方法对光斑图进行抑噪处理。仿真和实验结果表明,两种非线性滤波算法效果最好,极大地提高了质心探测精度,为波前相位探测中的数据处理提供了有益的参考。 展开更多

关键词 信息光学 抑噪方法 哈特曼-夏克波前传感器 质心探测精度 非线性算法

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两种M^2因子实验测量方法的比较 被引量：2

16

作者 张浩 胡绍云 +1 位作者 钟鸣 吕百达 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2629-2633,共5页

为了从实验上分析和验证H-S传感器测量M2因子方法,对使用双曲线拟合法测量M2因子和H-S传感器测量M2因子做了详细的实验研究,且对实验结果、实验误差进行了比较与分析。研究表明:当H-S波前传感器透镜组足够多,重构误差较小,选取合适的泽... 为了从实验上分析和验证H-S传感器测量M2因子方法,对使用双曲线拟合法测量M2因子和H-S传感器测量M2因子做了详细的实验研究,且对实验结果、实验误差进行了比较与分析。研究表明:当H-S波前传感器透镜组足够多,重构误差较小,选取合适的泽尼克多项式阶数时,H-S波前传感器一次测量法得到的光束的M2因子与传统方法测得的M2因子值基本相当。与双曲线拟合法相比,H-S传感器法适用范围小,但是当满足测量条件时,H-S传感器法更便捷。 展开更多

关键词 M2因子 波前重构 哈特曼-夏克传感器 泽尼克多项式

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高速流场对光传输特性的影响 被引量：1

17

作者 陈志强 符松 +1 位作者 郭隆德 谢伟明 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1515-1519,共5页

利用一座小型跨超声速风洞进行了高速流场光传输特性试验研究。光束在高速流场中传输时,由于流场密度变化,光波波前会发生畸变。利用风洞提供0.7,2.0和3.0等气流马赫数的流场条件,采用基于夏克-哈特曼波前传感器的光学测量系统,对光束... 利用一座小型跨超声速风洞进行了高速流场光传输特性试验研究。光束在高速流场中传输时,由于流场密度变化,光波波前会发生畸变。利用风洞提供0.7,2.0和3.0等气流马赫数的流场条件,采用基于夏克-哈特曼波前传感器的光学测量系统,对光束在风洞流场中传输时的波前畸变进行了测量。试验结果表明:随着风洞流场马赫数增加,流场对光波传播的影响增大,光波波前畸变量显著提高。因此,在利用风洞进行气动光学试验研究之前,有必要消除风洞流场本身对光波传输的严重干扰。 展开更多

关键词 气动光学 风洞 高速流场 夏克-哈特曼传感器 波前相位

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CO_2激光辐照下光学薄膜的热畸变研究

18

作者 杨富 南景宇 +2 位作者 郑伟 张彬 黄伟 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期64-67,共4页

采用夏克-哈特曼波前传感器对不同基底材料、不同厚度单层光学薄膜以及不同膜系的多层光学薄膜样品在10.6μm激光辐照下的热畸变进行了实验研究。

关键词 CO2激光 光学薄膜 热畸变 基底 夏克-哈特曼波前传感器

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利用导流板降低流场对光传输影响的试验研究

19

作者 陈志强 郭隆德 +1 位作者 谢伟明 符松 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期576-581,共6页

在一座小型跨超声速风洞上采用夏克-哈特曼波前传感器进行了Ma=3试验段流场对光传输特性影响的试验研究。空风洞流场的测试结果表明,由于试验段壁面湍流边界层中气流脉动与流场密度变化的影响,光波前会发生畸变。为了降低湍流边界层流... 在一座小型跨超声速风洞上采用夏克-哈特曼波前传感器进行了Ma=3试验段流场对光传输特性影响的试验研究。空风洞流场的测试结果表明,由于试验段壁面湍流边界层中气流脉动与流场密度变化的影响,光波前会发生畸变。为了降低湍流边界层流场对光传输的影响,在风洞试验段单侧壁板上安装导流板进行了试验。测试数据表明,光波前畸变量的PV均值和RMS均值分别由3.5λ和0.73λ降低到了1.09λ和0.22λ,而且光波前畸变量的波动幅度也大为降低。初步研究结果说明,采用加装导流板等措施可以显著降低风洞流场对光传输的影响,有利于提高风洞试验时流场显示与测量结果的可靠性和有效性。 展开更多

关键词 风洞试验 光传输特性 夏克-哈特曼传感器 波前畸变

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