哈特曼波前复原方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及光学技术领域，提供一种哈特曼波前复原方法及装置，其中，所述方法包括：获取哈特曼传感器采集的光斑图像；对光斑图像进行分区处理，得到多个有交集关系的子光斑图像；对每个子光斑图像均进行波前复原和差分处理，得到多个子差分波面图像；依据交集关系对多个子差分波面图像进行复原拼接处理，得到波前复原图像。与现有技术相比，本发明专利技术提供的哈特曼波前复原方法及装置实现了对不同形状口径的光学系统的波前重构，提高了光学系统的通用性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
哈特曼波前复原方法及装置


[0001]本专利技术涉及光学
，具体而言，涉及一种哈特曼波前复原方法及装置。

技术介绍

[0002]哈特曼传感器已被广泛用于自适应光学系统，它可以用很高的采样频率同时测量出光场的相位分布和强度分布，而且还可以事先用一束高质量的参考光标定，从而在现场测量时无需参考光，对环境的要求不敏感。因此哈特曼波前传感器已成功用于激光光束质量诊断、光学元件和光学系统检测、大气扰动测量等诸多领域。
[0003]哈特曼测量的是波前相位斜率，需要经过波前复原求出相位值。复原的方法主要有区域法和模式法两类。哈特曼模式法是根据哈特曼传感器测得的各子孔径波前斜率计算波前相位误差的算法，在哈特曼传感器的具体应用中，经常遇到的光学系统多数为圆形和环形的；在激光光束质量测量一类的应用中，还经常有矩形口径的系统。哈特曼模式法只对圆域比较成熟，仅对圆形口径哈特曼波前复原有较好的效果，而对于非圆形的口径，哈特曼波前复原效果不佳，那么针对不同形状口径的光学系统，需要使用不同的波前重构方法，光学系统的通用性低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种哈特曼波前复原方法及装置，以改善上述现有技术中针对不同口径形状的光学系统，需要使用不同的波前重构方法，光学系统的通用性低的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术实施例采用的技术方案如下：
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种哈特曼波前复原方法，所述方法包括：获取哈特曼传感器采集的光斑图像；对所述光斑图像进行分区处理，得到多个有交集关系的子光斑图像；对每个所述子光斑图像均进行波前复原和差分处理，得到多个子差分波面图像；依据所述交集关系对多个子差分波面图像进行复原拼接处理，得到波前复原图像。
[0007]进一步地，所述对每个所述子光斑图像均进行波前复原和差分处理，得到多个子差分波面图像的步骤，包括：对每个所述子光斑图像均进行波前复原，得到多个子波面图像；对每个子波面图像均进行差分处理，得到多个子差分波面图像。
[0008]进一步地，所述对每个子波面图像均进行差分处理，得到多个子差分波面图像的步骤，包括：获取每个子波面图像的中每列的像素数据；计算每个子波面图像中相邻列的像素数据差，得到多个子差分波面图像。
[0009]进一步地，对每个子波面图像均进行差分处理，得到多个子差分波面图像的步骤，包括：获取每个子波面图像的中每行的像素数据；计算每个子波面图像中相邻行的像素数据差，得到多个子差分波面图像。
[0010]进一步地，所述依据所述交集关系对多个子差分波面图像进行复原拼接处理，得到波前复原图像的步骤，包括：依据所述交集关系对多个子差分波面图像拼接融合，得到差
分融合图像；对所述差分融合图像进行积分，得到波前复原图像。
[0011]第二方面，本专利技术实施例提供了一种哈特曼波前复原装置，所述哈特曼波前复原装置包括：图像获取模块，用于获取哈特曼传感器采集的光斑图像；分区处理模块，用于对所述光斑图像进行分区处理，得到多个有交集关系的子光斑图像；复原差分模块，用于对每个所述子光斑图像均进行波前复原和差分处理，得到多个子差分波面图像；复原拼接模块，用于依据所述交集关系对多个子差分波面图像进行复原拼接处理，得到波前复原图像。
[0012]相对现有技术，本专利技术实施例具有以下有益效果：
[0013]本专利技术实施例提供的一种哈特曼波前复原方法及装置，通过获取哈特曼传感器采集的光斑图像；对光斑图像进行分区处理，得到多个有交集关系的子光斑图像；对每个子光斑图像均进行波前复原和差分处理，得到多个子差分波面图像；依据交集关系对多个子差分波面图像进行复原拼接处理，得到波前复原图像，实现了对不同形状口径的光学系统的波前重构，提高了光学系统的通用性。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术用户员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0015]图1示出了本专利技术实施例提供的哈特曼传感器的结构示意图；
[0016]图2示出了本专利技术实施例提供的哈特曼波前复原方法的流程图；
[0017]图3示出了本专利技术实施例提供的不同形状口径的光斑图像的示意图；
[0018]图4为图2示出的步骤S3的子步骤流程图；
[0019]图5示出了本专利技术实施例提供的子波面图像的示意图；
[0020]图6示出了本专利技术实施例提供的子差分波面图像的示意图；
[0021]图7为图4示出的步骤S32的第一子步骤流程图；
[0022]图8为图4示出的步骤S32的第二子步骤流程图；
[0023]图9为图2示出的步骤S4的子步骤流程图；
[0024]图10示出了本专利技术实施例提供的差分融合图像的示意图；
[0025]图11示出了本专利技术实施例提供的波前复原图像的示意图；
[0026]图12示出了本专利技术实施例提供的哈特曼波前复原装置的方框示意图；
[0027]附图标记：200
‑
哈特曼波前复原装置；210
‑
图像获取模块；220
‑
分区处理模块；230
‑
复原差分模块；240
‑
复原拼接模块。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术员在没有做出
创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]本专利技术实施例提供的哈特曼波前复原方法应用于哈特曼传感器，请参阅图1，图1示出了本专利技术实施例提供的哈特曼传感器的结构示意图，哈特曼传感器包括微透镜阵列和互补金属氧化物半导体(Complementary Metal
‑
Oxide
‑
Semiconductor，CMOS)单元，微透镜阵列将被测光场图像调制成斑点/点阵图像，微透镜阵列可以是圆形或六边形。CMOS单元用于采集微透镜阵列调制后的带有波前相位信息的被测光场的斑点图像，COMS单元的型号可以是安森美5000。
[0030]第一实施例
[0031]请参阅图2，图2示出了本专利技术实施例提供的哈特曼波前复原方法的流程图。哈特曼波前复原方法包括以下步骤：
[0032]S1，获取哈特曼传感器采集的光斑图像。
[0033]在本专利技术实施例中，光斑图像可以是CMOS单元采集微透镜阵列本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种哈特曼波前复原方法，其特征在于，所述方法包括：获取哈特曼传感器采集的光斑图像；对所述光斑图像进行分区处理，得到多个有交集关系的子光斑图像；对每个所述子光斑图像均进行波前复原和差分处理，得到多个子差分波面图像；依据所述交集关系对多个子差分波面图像进行复原拼接处理，得到波前复原图像。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对每个所述子光斑图像均进行波前复原和差分处理，得到多个子差分波面图像的步骤，包括：对每个所述子光斑图像均进行波前复原，得到多个子波面图像；对每个子波面图像均进行差分处理，得到多个子差分波面图像。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对每个子波面图像均进行差分处理，得到多个子差分波面图像的步骤，包括：获取每个子波面图像的中每列的像素数据；计算每个子波面图像中相邻列的像素数据差，得到多个子差分波面图像。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对每个子波面图像均进行差分处理，得到多个子差分波面图像的步骤，包括：获取每个子波面图像的中每行的像素数据；计算每个子波面图像中相邻行的像素数据差，得到多个子差分波面图像。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述交集关系对多个子差分波面图像进行复原拼接处理，得到波前复原图像的步骤，包括：依据所述交集关系对多个子差分波面图像拼接融合，得到差分融合图像；对所述差分融...

【专利技术属性】
技术研发人员：马晓燠，杨奇龙，游双慧，涂鸿，丁培娇，李成平，罗文韬，
申请(专利权)人：重庆连芯智能科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：