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适用于高数值孔径系统的快速模态相位恢复方法及系统技术方案

技术编号:39979195 阅读:18 留言:0更新日期:2024-01-09 01:23
本发明专利技术公开一种适用于高数值孔径系统的快速模态相位恢复方法及系统,涉及光学测量技术领域。本发明专利技术将每个偏振方向的待测波前模式分解为数值正交的泽尼克径向多项式,多项式基于线性调频Z变换完成德拜衍射积分的灵活快速计算,得到探测面各个偏振方向上的矢量衍射基函数,然后计算关于多项式系数的梯度和Hesse矩阵并进行迭代计算,实现了适用于高数值孔径系统的快速模态相位恢复。并且,本发明专利技术通过计算矢量衍射模型,实现了高数值孔径系统的检测。通过模式分解待测波前,能够有效减少待优化数据量,并用矩阵运算代替衍射算子计算梯度和Hesse矩阵,能够实现快速的模态相位恢复。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学测量,特别是涉及一种适用于高数值孔径系统的快速模态相位恢复方法及系统


技术介绍

1、相位恢复是一种基于图像强度信息恢复波前的非干涉式检测技术,具有结构简单,易于操作,精确度高,动态范围大等优点,已被广泛应用于光学检测、x射线晶体学、自适应光学等领域,为哈勃望远镜和詹姆斯-韦伯天文空间望远镜的波前像差检测矫正做出了巨大贡献。gerchberg和saxton最早使用相位恢复技术研究电子显微镜问题,发展了gerchberg-saxton(gs)算法。基于gs算法,衍生出了er、hio、raar等经典迭代算法,进一步提高了相位恢复技术的稳定性和抗噪性。此外,非线性数值优化理论也被应用于相位恢复技术中,为估计所需的复杂场提供了更大的灵活性。非线性优化相位检索方法基于更现代的非凸优化算法来实现,这有利于消除局部最小停滞;其次,使用自适应步长可以提高算法的收敛速度和鲁棒性;再者,将用于丢弃测量强度的差信噪比像素的权重函数添加到误差度量中,能够进一步提高算法稳定性和精度。

2、传统的迭代法和非线性优化检索方法中,每次迭代都需要计算一对基于傅本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种适用于高数值孔径系统的快速模态相位恢复方法,其特征在于,所述方法基于图像采集装置实现;所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的适用于高数值孔径系统的快速模态相位恢复方法,其特征在于,所述图像采集装置包括:激光发射器、扩束镜、待测透镜、会聚透镜和图像传感器;所述扩束镜位于激光发射器之后,所述待测透镜位于所述扩束镜之后,所述会聚透镜位于所述待测透镜之后,所述图像传感器位于所述会聚透镜之后,所述激光发射器的光源、所述扩束镜、所述待测透镜、所述会聚透镜和所述图像传感器共光轴,且所述图像传感器位于所述会聚透镜的离焦位置处。

3.根据权利要求1所述的适用于高数值孔径系...

【技术特征摘要】

1.一种适用于高数值孔径系统的快速模态相位恢复方法,其特征在于,所述方法基于图像采集装置实现;所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的适用于高数值孔径系统的快速模态相位恢复方法,其特征在于,所述图像采集装置包括:激光发射器、扩束镜、待测透镜、会聚透镜和图像传感器;所述扩束镜位于激光发射器之后,所述待测透镜位于所述扩束镜之后,所述会聚透镜位于所述待测透镜之后,所述图像传感器位于所述会聚透镜之后,所述激光发射器的光源、所述扩束镜、所述待测透镜、所述会聚透镜和所述图像传感器共光轴,且所述图像传感器位于所述会聚透镜的离焦位置处。

3.根据权利要求1所述的适用于高数值孔径系统的快速模态相位恢复方法,其特征在于,所述极小化问题为:

4.根据权利要求1所述的适用于高数值孔径系统...

【专利技术属性】
技术研发人员:白剑李月佳刘慧文杨迎哲
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:

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