大气相干长度的瞬时测量

由于差分像运动监测法测量大气相干长度需要多帧统计,本文应用波前结构函数法,提出了一种大气相干长度的瞬时测量方法。该方法通过Shack-Hartmann波前探测器测量单帧短曝光畸变波前的Zernike系数;然后减去光学系统初始像差的Zernike系数,去除倾斜项,计算波前结构函数;最后,与满足Kolmogorov湍流理论的大气短曝光理论波前结构函数进行最小二乘拟合,得到瞬时大气相干长度。利用湍流相位板构造了相应的测试系统,并进行了外场实测对比。结果表明:提出的基于波前结构函数法的测量结果与差分像运动监测法的测量结果基本吻合;不同格林伍德频率下,标准差与均值之比小于4.1%,稳定性较好;外场比对累计16个夜晚,得到的平均偏差小于0.45cm。该方法可以实现空间目标大气相干长度的单帧瞬时测量,并可用于观测站点的视宁度、自适应光学系统内部大气湍流强度和地基大口径望远镜主镜视宁度的监测。

波前函数法在光波干涉教学中的应用

本文介绍了波前函数的概念,并利用波前函数法分析讨论了光的杨氏双缝干涉和薄膜干涉现象.传统光程法在讨论两列波干涉时比较直观简单,但在讨论多列波干涉的情况下,光程法简单性的优势将无从体现.和传统的光程法相比较,在讨论多列波相互叠加时,波前函数法的优势凸显,另一方面,波前函数法充分体现了波动的物理思想,刻画出电磁波的传播和叠加的物理图像,有助于学生深层次理解波动概念.

运用稳相法和模糊函数设计离焦不敏感光学系统

非相干成像系统的离焦函数非常复杂,用一般的数学工具很难对其性质进行表征。模糊函数是一种特殊的数学工具,可以作为非相干成像系统的离焦函数来显示光学系统离焦时的光学传递函数;稳相法在复杂积分的近似计算方面有着独到的作用。文章利用模糊函数和稳相法设计出具对离焦不敏感性质的相位函数,从而得到离焦不敏感光学系统,并对波前调制系统的性质进行了研究。

自适应光学技术在眼科的应用进展

自适应光学(AO)技术能够实时测量和校正波前像差,使光学系统能适应外界条件变化,保持良好光学性能,在眼科领域逐渐受到关注。AO技术可以根据波前像差进行验光,提高主客观验光的效率和准确性;消除人眼像差对视网膜成像的影响,为视神经功能评价提供更精准的数据;改善视知觉学习训练的效果,为特殊人群提供视力保健和治疗方法;模拟和预测术后视觉效果,为屈光手术和人工晶状体植入术的个性化方案选择提供依据。AO与光相干断层扫描技术、光学扫描激光检眼镜、共焦扫描激光检眼镜等结合,可以实现实时眼底成像和视网膜血管成像,提供更高的视网膜检测灵敏度和分辨率,分辨更精细的视网膜血管以及视锥细胞细节,表征视网膜色素上皮细胞层拓扑和变形,其在眼后节激光手术、青光眼诊断与随访、色盲和视网膜生理活动研究领域的应用备受关注。本文就AO技术原理及其在眼科领域的应用进行综述。