降低分光棱镜色差对相位差法波前探测精度影响的方法技术

降低分光棱镜色差对相位差法波前探测精度影响的方法，属于光学检测领域，包括明确分光棱镜色差所影响的像差类型；对特定光谱带宽且受分光棱镜色差影响的PSF图像与中心波长下的像差系数之间的成像模型进行修正；根据分光棱镜尺寸和材料、光谱带宽、中心波长确定分光棱镜色差所造成的像差系数改变量与波长之间的具体量化函数关系，得到PSF图像与中心波长下的像差系数之间的成像模型；采集两幅不同焦面位置处的PSF图像对；利用修正色差后的成像模型及PSF图像对，建立非线性方程组；建立目标函数利用数值最优化算法求解非线性方程组。本发明专利技术提高了基于相位差原理的波前探测方法在应用分光棱镜且非单色光成像时的波前探测精度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
降低分光棱镜色差对相位差法波前探测精度影响的方法


[0001]本专利技术属于光学检测
，具体涉及一种降低分光棱镜色差对相位差法波前探测精度影响的方法。

技术介绍

[0002]大口径天文望远镜对于我国科技进步与社会发展具有重要的战略性意义。其不仅是研究宇宙演化、生命起源、暗物质与暗能量本质等一系列重大前沿科学问题的关键设备，而且可为光电领域原始创新提供重要驱动力，牵引若干前沿技术及其产业的快速发展。
[0003]大口径天文望远镜镜面口径的增大对系统成像质量的维持提出了严峻挑战。各镜面质量以及镜面间距的增大，使得各镜面更易受振动、重力与温度变化等因素影响而发生失调与面形变化，引入额外的波前像差，造成像质退化。主动光学技术是解决该问题的有效手段，其通过实时对由镜面位置失调与面形改变所引入波像差进行检测并校正，持续维持大口径天文望远镜成像质量。
[0004]其中，高精度波前探测是对波前像差进行有效校正的前提。与哈特曼传感器、四棱锥波前传感器等相比，相位差法利用图像传感器所采集的不同焦面图像(离焦距离已知)解算波前相位，不需要额外精本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.降低分光棱镜色差对相位差法波前探测精度影响的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、明确分光棱镜色差所影响的主要像差类型，分析分光棱镜色差所造成的像差系数改变量与波长之间的关系；步骤二、对特定光谱带宽且受分光棱镜色差影响的点扩散函数图像与中心波长下的像差系数之间的成像模型进行修正；步骤三、根据分光棱镜的尺寸和材料、光谱带宽、中心波长，确定分光棱镜色差所造成的像差系数改变量与波长之间的具体量化函数关系，并得到点扩散函数图像与中心波长下的像差系数之间的最终成像模型；步骤四、通过棱镜分光的方式采用分光棱镜进行分光，采集两幅不同焦面位置处的点扩散函数图像对；步骤五、利用修正色差后的成像模型及所采集的两幅不同焦面位置处的点扩散函数图像对，建立求解像差系数的非线性方程组；步骤六、建立目标函数并利用数值最优化算法求解非线性方程组，得到像差系数。2.根据权利要求1所述的降低分光棱镜色差对相位差法波前探测精度影响的方法，其特征在于，步骤一的具体过程如下：对于分光棱镜折射而言，不同波长的光折射率不同，经过分光棱镜之后，不同波长的光会聚焦点位置存在差异，两束不同波长的光经过分光棱镜之后，焦点位置的差异为：其中，n1与n2分别为两种不同波长的光经过分光棱镜的折射率，L为分光棱镜厚度；对于特定光谱带宽的光，假设其光谱中心波长对应的折射率为n0，则光谱带宽内某一波长λ光束焦点位置与中心波长λ0焦点位置之间的轴向偏离量为：其中，Δd
λ
表示波长为λ的光束焦点位置与中心波长为λ0的光束焦点位置之差，n
λ
与n
λ0
分别为波长为λ的光束与中心波长为λ0的光束经过棱镜时的折射率；从像差的角度而言，不同波长焦点轴向位置不同代表不同波长之间存在离焦像差；某一波长λ与中心波长λ0成像光束之间离焦像差的差异为：其中，ΔC
defocus
代表离焦像差的PV值，D为光学系统的口径，f为光学系统的焦距。3.根据权利要求2所述的降低分光棱镜色差对相位差法波前探测精度影...

【专利技术属性】
技术研发人员：鞠国浩，徐抒岩，白晓泉，许博谦，姜凤义，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：