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基于跨域对应模型的夏克-哈特曼波前传感方法及系统技术方案

技术编号:45468400 阅读:14 留言:0更新日期:2025-06-06 22:01
本发明专利技术公开了一种基于跨域对应模型的夏克‑哈特曼波前传感方法及系统。包括:获取不同波前畸变条件下的夏克‑哈特曼光斑图及对应的真实波前相位,构建样本数据集;构建跨域对应模型及其损失函数;使用样本数据集,结合损失函数训练跨域对应模型;将待预测生物组织的夏克‑哈特曼光斑图输入到训练好的模型中,得到重构波前相位,使用重构波前相位的共轭相位完成对生物组织诱导像差的自适应校正。本发明专利技术通过跨域对应模型构建微透镜阵列光斑的强度信息域与复杂波前相位域之间的映射关系,有效拓展了夏克‑哈特曼波前传感器的空间带宽积,兼顾空间分辨率与动态范围,实现复杂像差条件下的高精度鲁棒波前传感。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自适应光学,尤其涉及一种波前传感及校正系统和方法。


技术介绍

1、传统夏克-哈特曼波前传感器(shack-hartmann wavefront sensor,shws)通过微透镜阵列对入射畸变光束进行分割,并在探测器平面上形成光斑阵列,结合质心定位及波前重构算法来获取波前信息。该方法因其结构简单,在天文观测、生物医学成像、眼球光学及激光通信等领域获得广泛应用。

2、然而,夏克-哈特曼波前传感器面临以下固有挑战:

3、1、空间带宽积(spatial-bandwidth product,sbp)的限制:空间带宽积定义了波前传感系统在单位时间内可探测的波前信息总量,其表现为空间分辨率与动态范围之前的权衡。微透镜阵列数量越多,单位孔径尺寸越小,可获得更高的空间采样分辨率,但单个微透镜所能容纳的焦斑偏移范围也相应变窄,从而限制了系统的动态范围;反之,若增大微透镜孔径以扩展动态范围,则会牺牲分辨率,难以有效捕捉高阶像差信息。

4、2、面对生物组织像差时的性能下降:在显微成像中,生物组织由于折射率不均、散射作用强,引起的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于跨域对应模型的夏克-哈特曼波前传感方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于跨域对应模型的夏克-哈特曼波前传感方法,其特征在于:所述步骤S1中,获取不同波前畸变条件下的真实波前相位和对应的夏克-哈特曼光斑图的过程具体为:首先通过数值仿真或实验方法构建多种不同的波前畸变条件;再使用相位调制器加载各种波前畸变条件,通过探测器记录原始夏克-哈特曼光斑图,随机施加噪声后,得到不同波前畸变条件下的夏克-哈特曼光斑图,将夏克-哈特曼光斑图对应的波前畸变条件作为真实波前相位;

3.根据权利要求1所述的基于跨域对应模型的夏克-哈特曼波前传感方法,其...

【技术特征摘要】

1.一种基于跨域对应模型的夏克-哈特曼波前传感方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于跨域对应模型的夏克-哈特曼波前传感方法,其特征在于:所述步骤s1中,获取不同波前畸变条件下的真实波前相位和对应的夏克-哈特曼光斑图的过程具体为:首先通过数值仿真或实验方法构建多种不同的波前畸变条件;再使用相位调制器加载各种波前畸变条件,通过探测器记录原始夏克-哈特曼光斑图,随机施加噪声后,得到不同波前畸变条件下的夏克-哈特曼光斑图,将夏克-哈特曼光斑图对应的波前畸变条件作为真实波前相位;

3.根据权利要求1所述的基于跨域对应模型的夏克-哈特曼波前传感方法,其特征在于:所述步骤s2中,跨域对应模型包括跨域特征对齐子网络与相位重构子网络,所述跨域特征对齐子网络用于将夏克-哈特曼光斑图与对应的真实波前相位的特征映射到共享特征空间并对齐,进而输出对齐后的特征,所述相位重构子网络用于根据对齐后的特征生成重构波前相位并输出;

4.根据权利要求3所述的基于跨域对应模型的夏克-哈特曼波前传感方法,其特征在于:所述跨域特征对齐子网络中,每个特征提取器包括多个串联的卷积下采样模块,每个卷积下采样模块主要由卷积层、归一化层、激活函数层、残差结构、挤压激励模块与cbam注意力机制模块依次串联而成;残差结构内包含主路径与旁路连接,主路径包含依次连接的两层卷积层、batchnormalization归一化层和leakyrelu激活函数,旁路连接包含依次连接的卷积层与batchnormalization归一化层;激活函数层的输出分别与主路径、旁路连接的输入相连,主路径与旁路连接的输出相加后输入到挤压激励模块;

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【专利技术属性】
技术研发人员:斯科李橙龚薇潘家浩
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:

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