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外差波前检测仪检测精度影响分析

光学学报 2024年第14期44卷 154-161页

作者：戴玉张文喜孔新新赵思泽鹏徐豪邓哲涛中国科学院空天信息创新研究院北京100094 中国科学院大学光电学院北京101400

外差波前检测仪主要用于检测空间光与光纤耦合的环形器耦合效率以及装调过程,其具有检测精度高、环境适应性好等优点。基于其检测原理,分析声光移频器固定频率偏差、声光移频器随机频率偏差、探测器固定帧频偏差和探测器散粒噪声对检测... 详细信息

外差波前检测仪主要用于检测空间光与光纤耦合的环形器耦合效率以及装调过程,其具有检测精度高、环境适应性好等优点。基于其检测原理,分析声光移频器固定频率偏差、声光移频器随机频率偏差、探测器固定帧频偏差和探测器散粒噪声对检测精度的影响,单一因素引起的检测波前PV(Peak to valley)值变化在10-3λ量级。实验验证了仿真分析的有效性,系统的综合精密度优于0.01λ。研究结果为研制外差波前检测仪提供理论支撑。

关键词：测量外差干涉测量光纤失配频差偏差帧频偏差波前检测

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基于X射线近场散斑的波前检测技术研究现状

光学学报 2022年第8期42卷 23-42页

作者：李凡康乐杨福桂姚春霞朱佩平李明盛伟繁中国科学院高能物理研究所北京100049 散裂中子源科学中心广东东莞523803

第四代同步辐射光源为多个研究领域提供了亮度和相干度更高、性能更加优异的X射线。为了充分发挥这些光束的潜力,需要精确的光束线装调和高质量的X射线光学元件。波前检测技术在这些方面发挥着重要作用。近10年来快速发展起来的基于X射... 详细信息

第四代同步辐射光源为多个研究领域提供了亮度和相干度更高、性能更加优异的X射线。为了充分发挥这些光束的潜力,需要精确的光束线装调和高质量的X射线光学元件。波前检测技术在这些方面发挥着重要作用。近10年来快速发展起来的基于X射线近场散斑的波前检测技术,具有简便易行、测量精度高等优点。利用散斑在深菲涅耳区形状和大小不变的特性,在参考图和样品图之间进行互相关计算,提取出入射波、待测光学元件透射波或反射波的波前信息。综述了利用X射线近场散斑开展波前检测的研究现状,介绍了X射线散斑追迹技术、X射线散斑向量追迹技术、X射线散斑扫描技术、自相关X射线散斑扫描技术、通用调制图样分析技术和Ptychographic X射线散斑追迹技术的原理、实验流程,以及各自的优势和应用。

关键词： X射线光学同步辐射波前检测 X射线近场散斑面形检测

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基于相位差法的波前检测技术

光电工程 2006年第11期33卷 114-119页

作者：李强沈忙作中国科学院光电技术研究所微细加工光学技术国家重点实验室

基于相位差法的波前检测技术,主要是利用在焦面和离焦位置上同时采集的一对图像,对光瞳上的波前相位分布进行恢复,同时也可以对目标进行恢复。与哈特曼波前传感器和剪切干涉仪等波前检测技术相比,相位差法具有光路简单、易于实现的特点... 详细信息

基于相位差法的波前检测技术,主要是利用在焦面和离焦位置上同时采集的一对图像,对光瞳上的波前相位分布进行恢复,同时也可以对目标进行恢复。与哈特曼波前传感器和剪切干涉仪等波前检测技术相比,相位差法具有光路简单、易于实现的特点,同时可以采用扩展目标作为参考源,主要适用于对实时性要求不高的领域。在计算机模拟大气湍流和成像系统的基础上,我们使用有限内存拟牛顿法对波前相位和目标进行了恢复。模拟研究结果表明,相位差法可以较准确的恢复出波前相位,并且最优化的离焦波面差为一个波长。

关键词：波前检测相位恢复图像恢复相位差

用于高重复频率热容主振荡功率放大器激光系统的波前检测技术

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中国激光 2008年第7期35卷 1055-1058页

作者：邓泽微马秀华施翔春中国科学院上海光学精密机械研究所上海201800

高重复频率热容主振荡功率放大器(MOPA)激光系统的工作过程一般只持续几秒至几十秒,在此过程中系统输出光束的波前畸变是动态变化的。采用环路径向剪切干涉(CRWSI)技术对高重复频率热容MOPA系统波前畸变的变化过程进行检测,并对系统的... 详细信息

高重复频率热容主振荡功率放大器(MOPA)激光系统的工作过程一般只持续几秒至几十秒,在此过程中系统输出光束的波前畸变是动态变化的。采用环路径向剪切干涉(CRWSI)技术对高重复频率热容MOPA系统波前畸变的变化过程进行检测,并对系统的总体结构进行了设计。搭建了一个简化的实验系统,采用平凹透镜来代替光放大器产生波前畸变,并由此对环路径向剪切干涉仪的测量精度进行了验证。结果表明,实验测量结果与理论计算值之间的峰值误差为7.8%(0.02λ)。

关键词：激光技术波前检测环路径向剪切干涉波前重建高重复频率热容主振荡功率放大器激光系统

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一种大型望远系统波前检测的方法

强激光与粒子束 2006年第2期18卷 205-209页

作者：张维曹益平四川大学光电科学技术系成都610064

对传统S-H波前检测方法进行了改进的基础上,设计了一套适应于大型望远系统的波前检测方案。利用五角棱镜光束转向系统形成大型望远系统各子孔径准参考光束,实现依次扫描各子孔径;并用改进的S-H波前传感器实现依次探测各子孔径的波前。... 详细信息

对传统S-H波前检测方法进行了改进的基础上,设计了一套适应于大型望远系统的波前检测方案。利用五角棱镜光束转向系统形成大型望远系统各子孔径准参考光束,实现依次扫描各子孔径;并用改进的S-H波前传感器实现依次探测各子孔径的波前。理论分析证明了由五角棱镜的制造误差和运动误差引起的波前倾斜误差在微变情况下,可通过波前修正方法予以修正,可有效地再现出望远系统自身波前误差。该方案可适用于大口径望远系统的波前检测。

关键词：大型望远系统波前检测五角棱镜误差修正子孔径

基于Hartmann-Shack波前检测原理的微透镜阵列焦距测量

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光学精密工程 2013年第5期21卷 1122-1128页

作者：朱咸昌伍凡曹学东吴时彬中国科学院光电技术研究所四川成都610209

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... 详细信息

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。

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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基于窗口傅里叶变换剪切干涉法波前检测

强激光与粒子束 2013年第8期25卷 1897-1903页

作者：李洪儒冯国英杜永兆杨火木周寿桓四川大学电子信息学院成都610065 华北光电技术研究所北京100015

提出了一种利用二维窗口傅里叶变换从径向剪切干涉条纹中准确得到波前的重建技术。首先对剪切干涉条纹做二维窗口傅里叶变换,设置阈值和频率积分范围后,进行二维窗口傅里叶逆变换,然后对包裹相位做去载频和相位展开处理得到相位差分布,... 详细信息

提出了一种利用二维窗口傅里叶变换从径向剪切干涉条纹中准确得到波前的重建技术。首先对剪切干涉条纹做二维窗口傅里叶变换,设置阈值和频率积分范围后,进行二维窗口傅里叶逆变换,然后对包裹相位做去载频和相位展开处理得到相位差分布,最后使用波前迭代算法从相位差中复原实际波前。模拟计算表明,使用该方法最大相位复原误差为0.82%,均方根值为0.020 9 rad,实验结果验证了该方法的有效性。同时也对窗口傅里叶变换的关键参数,如窗函数的选择、窗口大小的确定以及阈值的选取等进行了简要讨论。与传统傅里叶变换法(FFT)相比,基于窗口傅里叶变换的剪切干涉波前检测法有更高的精度和稳定性,为波前检测提供一种新的处理方法。

关键词：波前检测窗口傅里叶变换径向剪切干涉频谱滤波

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扫描哈特曼波前检测技术的误差分析研究

激光与光电子学进展 2016年第11期53卷 168-177页

作者：张昊闫锋魏海松陈新东程强中国科学院长春光学精密机械与物理研究所光学系统先进制造技术重点实验室吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

以斜率检测的面形重构算法为基础,结合导轨指向误差的实验标定结果,分析了导轨指向误差来源对实际检测结果的影响,并对理论分析进行了数值仿真与补偿。结果表明,基于扫描哈特曼原理的波前检测技术对高频误差不敏感;通过拟合低频误差可... 详细信息

以斜率检测的面形重构算法为基础,结合导轨指向误差的实验标定结果,分析了导轨指向误差来源对实际检测结果的影响,并对理论分析进行了数值仿真与补偿。结果表明,基于扫描哈特曼原理的波前检测技术对高频误差不敏感;通过拟合低频误差可提高波前检测精度。该研究结果对波前检测技术的工程应用具有重要指导意义。

关键词：测量哈特曼原理斜率检测波前检测误差分析

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基于四棱锥传感器的波前检测仿真设计

天文学进展 2006年第4期24卷 362-372页

作者：陈欣扬朱能鸿中国科学院上海天文台

波前检测是天文望远镜自适应光学中的重要环节。四棱锥作为一种新型的波前检测元件,与其他传统的波前传感器相比,具有较高的灵敏度。特别是对于光干涉或拼接镜面望远镜而言,四棱锥波前传感器能够被用来检测子望远镜或子镜面之间的相对... 详细信息

波前检测是天文望远镜自适应光学中的重要环节。四棱锥作为一种新型的波前检测元件,与其他传统的波前传感器相比,具有较高的灵敏度。特别是对于光干涉或拼接镜面望远镜而言,四棱锥波前传感器能够被用来检测子望远镜或子镜面之间的相对光程差,从而为干涉(或共相)的实现提供有效的检测信号。在分析四棱锥波前检测原理的基础上,阐述了单孔径条件下波前倾斜检测及双孔径干涉条件下相对光程差检测的软件仿真设计和阶段性成果,并简述了下一阶段的研究计划。

关键词：天文观测设备与技术自适应光学光干涉波前检测软件仿真四棱锥