[发明专利]哈特曼波前传感器质心测量精度优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种哈特曼波前传感器质心测量精度优化方法，特别是各阶矩质心算法的阶数择优。 

背景技术

哈特曼波前传感器由于具有构造简单，测量精度高，对测量环境要求低等优点，在大气光学、光学检测等领域有着广泛的应用。现有的哈特曼波前传感器，采用微透镜阵列分割光束孔径，将入射光聚焦到光电探测器(通常为CCD)的光敏靶面，或者通过一转像系统将微透镜的焦面光斑图象成像于光电探测器光敏靶面，获得按设计要求的光斑阵列图，通过对各子光斑图像数据进行一阶矩质心算法求出子孔径光斑的质心位置，从而可以获得所需的测量数据，提高质心测量精度是哈特曼波前传感器的核心技术之一。上述哈特曼波前传感器及一阶矩质心算法可以参见以下两篇文章：“AdaptiveOptics for Astronomy”D.M.Alloin and J.M.Mariotti.Kluwer AcademicPublishers，1994.和“Hartmann Sensors for Optical Testing”Robert J.Zielinski，B.Martin Levine，Brain Moneil.SPIE Vol.3134，OpticalManufacturing and Testing II，P398，1997。上述此类哈特曼波前传感器及一阶矩质心算法的不足在于质心计算的重复精度低，限制了哈特曼波前传感器在高精度测量中的应用。 

Sung-Hoon Baik提出了对各子孔径光斑光强采用高阶矩的质心计算方法，参见“A center detection algorithm for Shack-Hartmann wavefrontsensor.”Sung-Hoon Baik，Seung-Kyu Park，Cheol-Jung Kim，ByungheonCha.Optics&Laser Technology，vol.39，P262，2007，并对一处于特定实验条件下的哈特曼波前传感器运用1、1.5、2、3阶质心算法，通过图形的直观比较得出三阶最优的结论。但它并未比较更高阶矩的质心算法，结论的证据不充分；更为重要的是，此结论是通过一特定哈特曼波前传感器所测数据构成图形而直观得出的，无确定指标，限制了它的推广与应用。 

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种哈特曼波前传感器质心测量精度优化方法，这种方法提高了质心的测量精度，且使质心测量精度达到最优，从而提高了波前重构精度。 

本发明的技术解决方案是：哈特曼波前传感器质心测量精度优化方法，其特点在于步骤如下： 

(1)对光电探测装置输出的象素数据进行阈值处理； 

(2)利用上述阈值处理后的象素数据计算各子孔径光斑的α阶矩质心，其中α＝1，2，3......L； 

(3)重复计算各子孔径光斑的α阶矩质心；