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一种Hartmann-Shack波前传感器图像的自适应阈值选取方法 被引量:20
1
作者 任剑峰 饶长辉 李明全 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期1-5,共5页
在Hartmann-Shack波前传感器中,图像阈值的选取对质心探测精度有较大的影响。根据 模式识别理论,提出一种适用于Hartmann-Shack波前传感器图像阈值选取的新方法棗基于类别方差的自适应门限方法。实验结果表明,本方法在Hartmann-Shack波... 在Hartmann-Shack波前传感器中,图像阈值的选取对质心探测精度有较大的影响。根据 模式识别理论,提出一种适用于Hartmann-Shack波前传感器图像阈值选取的新方法棗基于类别方差的自适应门限方法。实验结果表明,本方法在Hartmann-Shack波前传感器图像信噪比大于3时,能够比较有效地自动选取每帧图像的阈值。 展开更多
关键词 波前传感器 阈值选取 自适应光学 图像 hartmann-shack
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基于已知球面波前的Hartmann-Shack传感器结构参量标定 被引量:1
2
作者 周晓斌 栾亚东 +1 位作者 史雷蕾 雷增强 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期909-912,共4页
微透镜阵列到CCD的距离是影响Hartmann-Shack波前探测器精度的主要装配误差之一。对该平移装配误差的修正,能够有效减小波前探测误差。理论求解了球面波前通过微透镜引起的子孔径光斑质心移动量与波前探测器结构参数之间的关系,借助该... 微透镜阵列到CCD的距离是影响Hartmann-Shack波前探测器精度的主要装配误差之一。对该平移装配误差的修正,能够有效减小波前探测误差。理论求解了球面波前通过微透镜引起的子孔径光斑质心移动量与波前探测器结构参数之间的关系,借助该关系能够求出微透镜到CCD之间的实际距离,以其改进波前斜率的计算。实验验证了理论推导的合理性,并对实际装配参数进行标定,得实际距离为24.2 mm。利用标定后的参数重建波前,其相对误差减小20.4%。实验表明该标定方法能够有效提高波前传感器测量准确性。 展开更多
关键词 自适应光学 hartmann-shack传感器 波前重构 平移误差
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基于Hartmann-Shack传感器的人眼离轴像差测量研究
3
作者 徐安成 陆兴中 丁丽华 《大气与环境光学学报》 CAS 2013年第1期66-72,共7页
人眼是一个不完善的成像系统,存在各种像差,包括轴上像差及轴外像差,这些像差都会影响视网膜的成像质量。而现阶段大多数人眼像差的检测方法主要针对轴上视场像差的测量,比如离焦、像散以及部分高阶像差的测量。因此提出了基于Hartmann-... 人眼是一个不完善的成像系统,存在各种像差,包括轴上像差及轴外像差,这些像差都会影响视网膜的成像质量。而现阶段大多数人眼像差的检测方法主要针对轴上视场像差的测量,比如离焦、像散以及部分高阶像差的测量。因此提出了基于Hartmann-Shack波前传感器的人眼离轴像差的测量方法,建立测量系统并进行实验研究,当离轴角度从0°偏离到左右各5°、10°时,均方根(RMS)值分别从1.12变化到1.36(1.52),1.41(1.96),结果表明随着离轴角度的增加人眼外围视野的成像质量显著下降,原因一方面是人眼离轴像差的增大,另一方面是由于外围视野的感光细胞密度降低。 展开更多
关键词 波前 离轴像差 hartmann-shack传感器
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Hartmann-Shack波前传感器图像自动阈值选取方法的研究 被引量:1
4
作者 夏先均 《装备制造技术》 2014年第5期292-294,共3页
Hartman-Shack传感器图像阈值的选取对质心探测精度有较大的影响,而质心探测精度将直接影响探测波前的复原。通过介绍几种阈值分割的原理和方法,在比较多幅基点图像质心探测精度的基础上,提出了基于灰度拉伸的大津法是阈值分割的较好方法。
关键词 hartmann-shack传感器 阈值选取 OTSU法 图像恢复
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Hartmann-Shack传感器在光束质量测量中的应用 被引量:2
5
作者 朱彬 许冰 胡渝 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期34-35,共2页
:Hartmann Shack探测器是广泛应用在自适应光学技术、光学加工检测及激光光束质量检测等方面的一种新型波前探测技术。本文在介绍了Hartmann Shack传感器原理的基础上 。
关键词 激光器 hartmann-shack传感器 光束质量测量 自适应光学
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基于Hartmann-Shack波前检测原理的微透镜阵列焦距测量 被引量:7
6
作者 朱咸昌 伍凡 +1 位作者 曹学东 吴时彬 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1122-1128,共7页
基于哈特曼波前传感器检测原理,结合图像清晰度定焦技术,提出了一种测量微透镜阵列焦距的方法,介绍了测量系统的组成和原理。首先利用平行光管的出射平面波前在被测微透镜阵列焦面上成像,利用标准透镜产生的球面波前在微透镜阵列焦面附... 基于哈特曼波前传感器检测原理,结合图像清晰度定焦技术,提出了一种测量微透镜阵列焦距的方法,介绍了测量系统的组成和原理。首先利用平行光管的出射平面波前在被测微透镜阵列焦面上成像,利用标准透镜产生的球面波前在微透镜阵列焦面附近成像。然后,根据平面波前和球面波前经过微透镜阵列成像时微透镜阵列焦面上光斑的偏移量,计算相应的微透镜阵列子单元的焦距。最后,基于图像清晰度定焦技术,通过不确定度分析和实验测量验证了该方法检测微透镜阵列焦距的可行性。测量结果表明,该方法对微透镜阵列焦距检测精度可达到3%;同时,一次测量可完成微透镜阵列多个子单元的焦距标定。相对于传统的检测方法,该方法具有较高的检测精度和效率。 展开更多
关键词 微透镜阵列 焦距测量 波前检测 哈特曼波前传感器 图像清晰度
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Hartmann-Shack传感器结构参量的自基准标定 被引量:4
7
作者 梁春 沈建新 +1 位作者 童桂 李邦明 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期780-784,共5页
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... 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Hartmann-Shack波前传感器的探测准确度.经实验验证该方法在一般实验条件下即可获得满意效果. 展开更多
关键词 自适应光学 Hartmann—Shack波前传感器 模式复原算法 平移误差
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基于Hartmann-Shack波前传感器的Nd:YAG激光器热焦距测量 被引量:1
8
作者 郭宋明 杨帆 +3 位作者 张楠 卢佳琦 崔建丰 岱钦 《沈阳理工大学学报》 CAS 2019年第5期85-88,共4页
采用Hartmann-Shack波前传感器搭建光路,对LD侧面泵浦Nd∶YAG激光器进行热透镜效应的实验测量。将He-Ne光作为探测光,利用Hartmann-Shack波前传感器对Nd∶YAG晶体在不同泵浦电流下的波前畸变进行测量,通过波前信息重构分析,根据激光波... 采用Hartmann-Shack波前传感器搭建光路,对LD侧面泵浦Nd∶YAG激光器进行热透镜效应的实验测量。将He-Ne光作为探测光,利用Hartmann-Shack波前传感器对Nd∶YAG晶体在不同泵浦电流下的波前畸变进行测量,通过波前信息重构分析,根据激光波前峰谷值及焦距关系,计算LD侧面泵浦Nd∶YAG激光器的热透镜焦距,从而得出对应泵浦电流下的热焦距及其变化。结果表明,利用Hartmann-Shack波前传感器可对Nd∶YAG激光晶体的热焦距进行实时测量。 展开更多
关键词 热透镜效应 hartmann-shack 激光
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基于Hartmann-Shack传感器的人眼波前像差重建技术 被引量:1
9
作者 高玮玮 沈建新 《激光生物学报》 CAS CSCD 2010年第3期408-412,共5页
阐述了人眼波前像差的概念及其Zernike多项式表示方法,着重讨论了Hartmann-Shack传感器测量人眼像差的机理和人眼波前像差重建的方法,并对人眼波前像差重建系统进行了详细设计。该技术给人眼像差的校正以及角膜"个体化切削"... 阐述了人眼波前像差的概念及其Zernike多项式表示方法,着重讨论了Hartmann-Shack传感器测量人眼像差的机理和人眼波前像差重建的方法,并对人眼波前像差重建系统进行了详细设计。该技术给人眼像差的校正以及角膜"个体化切削"的实现带来了新契机。 展开更多
关键词 人眼像差 Hartmann—Shack传感器 波前重建 Zemike多项式
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Simultaneous quantification of longitudinal and transverse ocular chromatic aberrations with Hartmann-Shack wavefront sensor 被引量:1
10
作者 Yangchun Deng Junlei Zhao +1 位作者 Yun Dai Yudong Zhang 《Journal of Innovative Optical Health Sciences》 SCIE EI CAS 2018年第4期81-91,共11页
A simple method to objectively and simultaneously measure eye's longitudinal and transverse chromatic aberrations was proposed.A dual-wavelength wavefront measurement system using two Hartmann-Shack wavefront sens... A simple method to objectively and simultaneously measure eye's longitudinal and transverse chromatic aberrations was proposed.A dual-wavelength wavefront measurement system using two Hartmann-Shack wavefront sensors was developed.The wavefronts of the red(639.1 nm)and near-infrared(786.0 nm)lights were measured simultaneously for different positions in the model eye.The chromatic wavefronts were converted into Zernike polynomials.The Zernike tilt cofficient(irst term)was used to calculate the transverse chromatic aberration along the ax-direction,while the Zernike defocus coefficient(fourth term)was used to calculate the longi-tudinal chromatic aberration.The measurement and simulation data were consistent. 展开更多
关键词 Chromatic aberration hartmann-shack wavefront sensor SIMULTANEITY Zernike coefficient
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基于Hartmann-Shack波前传感器的实时人眼像差测量
11
作者 王波 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第3期195-199,共5页
为实时、准确地测量人眼的像差,保证人眼像差校正时数据的准确性,依据Hartmann-Shack波前传感器测量像差探测原理,设计搭建了一套基于Hartmann-Shack波前传感器的人眼像差实时测量系统。用该系统对人眼的动态像差进行了测量实验,对实验... 为实时、准确地测量人眼的像差,保证人眼像差校正时数据的准确性,依据Hartmann-Shack波前传感器测量像差探测原理,设计搭建了一套基于Hartmann-Shack波前传感器的人眼像差实时测量系统。用该系统对人眼的动态像差进行了测量实验,对实验的结果进行了分析。实验结果表明:为了满足传感器获取光斑图及保证人眼的安全,入瞳的激光功率80μW较为合适;像差测量的结果折算成屈光度与主观方法验光值结果基本相符;动态像差连续测量观察像差波动的时间约在0.2~0.5 s,与人眼的波前像差变化频率在5 Hz左右的结论基本相符。结果表明该系统满足了人眼像差测量的可行性和准确性要求。 展开更多
关键词 Hartmann—Shack传感器 人眼 波前像差
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应用Hartmann-Shack原理测量人眼波前像差的系统研究 被引量:1
12
作者 童桂 廖文和 丁雪峰 《应用激光》 CSCD 北大核心 2006年第3期204-206,共3页
分析波动光学中人眼像差的产生机理和波前像差的表示方式,着重讨论了Hartmann-Shack波前传感器测量波前像差的原理,结合自适应光学中Zernike多项式重建波前的理论,提出了应用H-S波前传感器测量人眼波前像差的解决方案,使得由波前像差引... 分析波动光学中人眼像差的产生机理和波前像差的表示方式,着重讨论了Hartmann-Shack波前传感器测量波前像差的原理,结合自适应光学中Zernike多项式重建波前的理论,提出了应用H-S波前传感器测量人眼波前像差的解决方案,使得由波前像差引导的人眼视觉矫正技术能达到一个新的水平。 展开更多
关键词 波前像差 hartmann-shack 传感器 视觉矫正
原文传递
人眼不同瞳孔直径波前像差特性分析 被引量:4
13
作者 徐高平 余翔 +1 位作者 薛丽霞 凌宁 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期38-41,共4页
采用Hartmann-Shack人眼像差仪,测量了人眼在3.1mm,5.2mm和6mm瞳孔直径下的波前像差。波前像差的RMS值表明,随着瞳孔直径的增大,人眼各阶波前像差均随着增大。与瞳孔直径为3.1mm时相比,瞳孔直径为6mm和5.2mm时,Zernike2-10阶波前像差的... 采用Hartmann-Shack人眼像差仪,测量了人眼在3.1mm,5.2mm和6mm瞳孔直径下的波前像差。波前像差的RMS值表明,随着瞳孔直径的增大,人眼各阶波前像差均随着增大。与瞳孔直径为3.1mm时相比,瞳孔直径为6mm和5.2mm时,Zernike2-10阶波前像差的RMS值分别增大1.2-7.7倍和1.1-4.8倍。用调制传递函数(MTF)和Strehl比评价了高阶波前像差对成像质量的影响,结果表明,大瞳孔高阶波前像差对成像质量的影响大于小瞳孔;在3.1mm,5.2mm和6mm瞳孔直径下,欲达到衍射极限的Strehl比率,分别需要矫正Zernike波前像差前2-4阶、前3-6阶和前5-7阶,需矫正的像差阶数随瞳孔直径的增大而增加。 展开更多
关键词 波前像差测量 hartmann-shack波前传感器 hartmann-shack人眼像差仪 像质评价
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哈特曼-夏克波前传感器高精度球面波标定方法研究
14
作者 包明帝 史国华 +1 位作者 邢利娜 何益 《中国光学(中英文)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期521-527,共7页
为解决哈特曼-夏克波前传感器传统标定方法存在的测量精度低、稳定性不足等问题,提出了一种基于球面波的哈特曼-夏克波前传感器高精度绝对标定方法。通过理论推导获取了球面波的高精度标定方法,结合搭建的球面波标定实验装置,对子孔径数... 为解决哈特曼-夏克波前传感器传统标定方法存在的测量精度低、稳定性不足等问题,提出了一种基于球面波的哈特曼-夏克波前传感器高精度绝对标定方法。通过理论推导获取了球面波的高精度标定方法,结合搭建的球面波标定实验装置,对子孔径数为128×128的哈特曼-夏克波前传感器完成高精度标定。该方法计算得到了哈特曼-夏克波前传感器结构参数f,w以及L_(0)的精确值。对标定后的哈特曼-夏克波前传感器的测量精度进行测试,实验结果表明,经本文方法标定后的哈特曼-夏克波前传感器的波前复原精度达到了PV=1.376×10^(-2)λ,RMS=4×10^(-3)λ(λ=625 nm),重复性精度为PV=3.2×10^(-3)λ,RMS=9.76×10^(-4)λ(λ=625 nm)。该方法可以为大口径的SHWFS完成高精度标定,提升测量精度。 展开更多
关键词 哈特曼-夏克波前传感器 绝对标定 球面波前
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高级像差对人眼成像质量和视觉的影响 被引量:15
15
作者 全薇 凌宁 +1 位作者 王肇圻 吕福云 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期5-9,共5页
定量地研究高级像差对人眼成像质量和视觉的影响对人眼像差矫正具有重要的实验和临床意义。利用Hartmann-Shack波前传感器人眼像差仪测量了正常人眼6mm瞳孔的波前像差,由波前像差计算出人眼光学系统的光学调制传递函数MTF和Strehl比率,... 定量地研究高级像差对人眼成像质量和视觉的影响对人眼像差矫正具有重要的实验和临床意义。利用Hartmann-Shack波前传感器人眼像差仪测量了正常人眼6mm瞳孔的波前像差,由波前像差计算出人眼光学系统的光学调制传递函数MTF和Strehl比率,并由MTF和视网膜空间像调制度AIM曲线计算出人眼视锐度和对比敏感度函数CSF。根据MTF和Strehl比率分析了高级像差对人眼成像质量的影响,根据视锐度和对比敏感度函数CSF分析了高级波像差对视觉的影响。研究表明Zernik前6级像差对人眼成像质量和视觉的影响是不可忽略的,更高级的像差对人眼成像质量和视觉的影响较小,甚至可以忽略。对Zernik前6级像差进行矫正,可以得到相当好的视觉。 展开更多
关键词 波前像差 hartmann-shack波前传感器 斯特列耳比率 对比敏感度 视锐度
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人眼像差探测哈特曼波前传感器的质心优化 被引量:14
16
作者 钮赛赛 沈建新 +1 位作者 梁春 张运海 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期3016-3024,共9页
为提高自适应光学系统中Hartmann-Shack波前传感器的动态测量范围和测量精度,对由CCD采集的波前光斑图进行了质心探测研究。介绍了波前传感器的工作原理,根据127单元传感器的结构特征和实际人眼光斑图的畸变特点,提出了一种动态定位光... 为提高自适应光学系统中Hartmann-Shack波前传感器的动态测量范围和测量精度,对由CCD采集的波前光斑图进行了质心探测研究。介绍了波前传感器的工作原理,根据127单元传感器的结构特征和实际人眼光斑图的畸变特点,提出了一种动态定位光斑区域、动态分割区域内部阈值以及锁定最优探测窗口的自适应光斑质心探测方法。讨论了该方法中阈值等级选取对人眼光斑图质心探测的影响,并通过仿真和实验分析了算法的质心探测精度和算法对噪声影响的鲁棒性。实验结果表明,光斑区域内选取阈值等级为总等级数的(50±3)%时最合适;与其他方法相比,自适应质心探测方法的探测误差减小了60%以上;将该探测方法运用至自适应光学视网膜成像系统的波前传感器中,可将人眼像差RMS值从0.728λ闭环校正到0.081λ(λ=785nm),达到衍射极限,并获得视网膜图像。本方法针对光斑特征选择不同实验参数,弥补了传统算法的局限性,基本满足了人眼像差测量的可行性和实用性。 展开更多
关键词 自适应光学 hartmann-shack波前传感器 质心探测 人眼像差
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人眼大视场波前像差特性研究 被引量:12
17
作者 全薇 宋贵才 +1 位作者 王肇圻 吕福云 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1102-1105,共4页
应用改进的Hartmann-Shack波前传感器人眼像差仪,测量了5只5.2mm瞳孔的正常眼,向鼻侧和颞侧两个水平方向50°视场角Zernike第二级到第十级的波前像差.视场角从鼻侧和颞侧两个水平方向从0°增大到50°时,Zernike第三级波前... 应用改进的Hartmann-Shack波前传感器人眼像差仪,测量了5只5.2mm瞳孔的正常眼,向鼻侧和颞侧两个水平方向50°视场角Zernike第二级到第十级的波前像差.视场角从鼻侧和颞侧两个水平方向从0°增大到50°时,Zernike第三级波前像差的rms值平均增大2倍;Zernike第四级波前像差的rms值平均增大1.8倍;Zernike第五级到第十级波前像差的rms值平均增大1.7~1.3倍. 展开更多
关键词 hartmann-shack波前传感器 人眼波前像差 大视场像差
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基于H-S波前传感器的高能激光材料热效应参量测试 被引量:4
18
作者 樊红英 张浩 +3 位作者 赵琦 蒋泽伟 贾静 陈好 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期201-205,共5页
为了实现高能激光材料热效应参量的在线测试,设计了一套50mm口径的测量装置。装置采用准直He-Ne激光为光源,准直光经激光材料后的光程差用Hartmann-Shack波前传感器检测。根据波像差分解理论及波前变换关系,获得了高能激光材料热效应... 为了实现高能激光材料热效应参量的在线测试,设计了一套50mm口径的测量装置。装置采用准直He-Ne激光为光源,准直光经激光材料后的光程差用Hartmann-Shack波前传感器检测。根据波像差分解理论及波前变换关系,获得了高能激光材料热效应参量。分析评估了装置的扩展测量不确定度,对影响测量不确定度的系统参量进行了校准,最后设计并完成了测量不确定度对比验证实验。结果表明,系统波前畸变测量不确定度为0.06λ,30m^120m范围热焦距的扩展测量不确定度为8.4%。该系统能有效地用于高能激光材料热效应参量的在线测试。 展开更多
关键词 测量与计量 热效应 hartmann-shack波前传感器 长焦距测量 激光材料 测量不确定度
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用于人眼波前像差测量的照明系统设计 被引量:4
19
作者 张培茗 陈家璧 +1 位作者 杨雪 谢海明 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期2084-2090,共7页
为了解决采用细平行光照明测量大像差人眼时测量精度下降的问题,设计了一种自动可调照明系统。照明光路中加入了一个位置可以自动调整的准直透镜,调整这个透镜的位置可以准确地改变照明光的光屈度,精密电控平移台可以对准直透镜的位置... 为了解决采用细平行光照明测量大像差人眼时测量精度下降的问题,设计了一种自动可调照明系统。照明光路中加入了一个位置可以自动调整的准直透镜,调整这个透镜的位置可以准确地改变照明光的光屈度,精密电控平移台可以对准直透镜的位置进行快速准确扫描定位。实验测量了模拟眼的像差,对细平行光照明系统和自动可调照明系统的实验结果进行了对比。结果显示,使用自动可调照明使传感器获得图像的峰值信噪比(PSNR)由5.72 dB提高到19.89 dB,对-5 m-1模拟眼测量的平均离焦也由-(4.285±0.208)m-1提高到-(5.041±0.157)m-1,表明使用自动可调照明系统提高了Hartmann-Shack传感器图像的信噪比,使测量结果更加准确。 展开更多
关键词 人眼像差 照明系统 hartmann-shack传感器 电控平移台
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纳米级针孔矢量衍射波前误差分析 被引量:5
20
作者 王俐 饶长辉 饶学军 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期499-505,共7页
应用哈特曼-夏克(H-S)波前检测仪检测大数值孔径(NA)透镜时,需要采用纳米级针孔产生参考球面波前对H-S传感器进行标定。为了制作出满足要求的高质量针孔,本文对影响参考波前质量的各种要素进行了仿真计算和分析,以获得最优针孔加工参数... 应用哈特曼-夏克(H-S)波前检测仪检测大数值孔径(NA)透镜时,需要采用纳米级针孔产生参考球面波前对H-S传感器进行标定。为了制作出满足要求的高质量针孔,本文对影响参考波前质量的各种要素进行了仿真计算和分析,以获得最优针孔加工参数。基于矢量衍射理论,在会聚高斯光束照射下,计算了针孔厚度和直径大小对衍射波前误差的影响,衍射波前中的像差成份、能量透过率、强度均匀性、针孔加工误差及光束相对针孔中心发生平移、离焦、倾斜时衍射波前误差的变化。分析计算显示,在NA为0.6时,为了使相对于理想球面波的波峰波谷值(P-V)偏差不大于0.005λ(λ=193nm),在实际针孔的加工制作中,应选取材料铬,并取厚度200nm,直径180nm为适宜。 展开更多
关键词 光学检测 波前误差 会聚高斯光束 矢量衍射 hartmann-shack波前检测仪 时域有限差分法
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