波前的相位反演技術是一種利用光束衍射場的二維強度分布信息來重構波面像差的一種方法。傳統(tǒng)的基于單幀焦面圖像的相位反演方法,具有結構簡單,能量利用率高的優(yōu)點。但此方法存在多解問題,即同一個遠場光斑對應多個近場波前。目前精度較高的相位反演方法是相位差法。然而,此方法需要分光探測兩幅或多幅遠場圖像,裝置較復雜,其應用受到了一定限制。為了解決上述問題,本文利用二維空間調制技術來打破近場像差對稱性,提出了一種基于Walsh函數(shù)二維離散相位調制的單幀焦面圖像反演方法。該方法相較傳統(tǒng)相位反演算法,減少了迭代次數(shù),節(jié)省了算法運行時間,可準確復原待測像差。之后提出了一種基于混合焦距菲涅耳波帶片的相位反演方法。此方法結構更加簡單,利用二維微細加工工藝,在一個基片上的不同象限實現(xiàn)多個焦距的組合。CCD靶面可以同時探測到部分波前的焦面信息和離焦信息,通過此組合信息可以精確復原波前。論文的主要研究內容如下:研究了分別基于夫瑯和費衍射和光波角譜傳輸法的透鏡波前傳輸理論模型。通過對離散傅里葉變換的空域和頻域進行理論推導,得到了統(tǒng)一物像空間坐標所需的采樣點數(shù)。搭建實驗平臺驗證了兩種光學傳輸模型應用于透鏡遠場計算的準確性...

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-4徑向干涉儀的新結構[17,18]

第一章緒論3于透鏡的引入，改變了光束的焦距，在出光位置，兩束光發(fā)生干涉，在徑向剪切形成干涉圖案[16]。平行平板平行平板補償板透鏡圖1-3徑向剪切干涉儀原理圖此外，徑向干涉儀還有其他形式。Hariharan和Sen于1961年提出了一種環(huán)路徑向剪切干涉儀，如圖1-4(a)所示[1....

圖1-6點衍射波前傳感器

第一章緒論4射后，被四棱錐鏡分成四部分，再經過中繼透鏡2在探測單元上成像。當無像差波前進入波前傳感器時，探測器上4個光強能量均勻。當有畸變波前進入時，探測器上光強不再均勻，在與入瞳同一點共軛的像面上出現(xiàn)明暗差距，利用此差距進行波前復原。1I2I3I3ILens1PyramidLe....

圖1-11TBT光學設計和主鏡

第一章緒論8美國國家航空航天局委托Ball航空航天公司建立了一個測試平臺望遠鏡(TestbedTelescope,TBT)[43]，系統(tǒng)如圖1-11所示。圖1-11TBT光學設計和主鏡相位反演方法結構簡單，可實現(xiàn)高階連續(xù)像差檢測，能對擴展目標進行相位復原，可在線檢測，能量集中度高....

圖1-14基于分光鏡、反射棱鏡的相位反演方法

第一章緒論10雖然相位差法可以準確復原波前，但光路略顯復雜，需要分光后使用兩個CCD采集兩幀圖像才可以實現(xiàn)波前準確探測。1.1.7常見波前傳感技術比較幾種探測技術的比較如表1-1所示，每種探測技術都有自己的特點。其中單幀相位反演技術相對具有結構簡單、適應性較好、能量集中度高、適合....

本文編號：3964055