[发明专利]一种具有两面锥镜的波前传感器

权利要求书

1.一种具有两面锥镜的波前传感器，其特征在于：具有两个两面锥镜、一个分束镜BS、四个透镜和两个CCD图像探测器，入射畸变波前经分束镜BS分成两束光线，每一路光都经过一个两面锥镜和两个透镜组成的4f缩束系统，两个两面锥镜的两个屋脊棱边相互正交摆放，并且它们的屋脊棱边分别与第一透镜或第三透镜的焦点重合，其中一个两面锥镜将入射畸变波前沿水平方向分光，另一个两面锥镜将入射畸变波前沿竖直方向分光，然后经第二透镜或第四透镜后，其光瞳共轭像被成像到各自CCD图像探测器；其中4f缩束系统的两个透镜共用一个焦平面，且两个透镜的焦距不等；CCD图像探测器与计算机相连，利用计算机读取光瞳像，并比较水平方向或竖直方向两个光瞳像的光强分布差异可以得到两个方向的测量信号，再利用波前复原算法重构波前相位。

2.根据权利要求1所述具有两面锥镜的波前传感器，其特征在于：所述分束镜具有任意分光比。

3.根据权利要求1所述具有两面锥镜的波前传感器，其特征在于：所述两个两面锥镜包括第一两面锥镜和第二两面锥镜，第一两面锥镜具有一第一屋脊棱边，第二两面锥镜具有一第二屋脊棱边，第一屋脊棱与所述第二屋脊棱相互正交摆放，分别放置在第一透镜和第三透镜的焦平面，并且第一屋脊棱边和第二屋脊棱边正对第一透镜和第三透镜焦点。

4.根据权利要求1所述具有两面锥镜的波前传感器，其特征在于：所述四个透镜中第一透镜和第三透镜的焦距分别为f₁，第二透镜和第四透镜焦距分别为f₂，决定光瞳像大小，其中，D为入射波前孔径。

5.根据权利要求1所述具有两面锥镜的波前传感器，其特征在于：所述的两面锥镜为传统光学器件加工工艺制作的折射型两面锥镜；两面锥镜的底角M为相邻的光瞳像中心距离与光瞳像的比值，f₁为第一透镜和第三透镜的焦距，n为材料的折射率。

6.根据权利要求5所述具有两面锥镜的波前传感器，其特征在于：所述相邻的光瞳像中心距离与光瞳像的比值为M＞2。

7.根据权利要求1所述具有两面锥镜的波前传感器，其特征在于：两面锥镜的底面和屋脊面镀增透膜，面形中间的棱宽小于所述两面锥镜的顶角接近180°，λ为波长。

8.根据权利要求1所述具有两面锥镜的波前传感器，其特征在于：两个CCD图像探测器的像素大小相等，每个CCD图像探测器的靶面的最短长度要大于

9.根据权利要求1所述具有两面锥镜的波前传感器，其特征在于：采用模式法进行波前复原时，待测畸变波前可以描述为其中Z_m(x，y)为第m阶的Zernike多项式，a_m为相应的系数，N表示所取的Zernike阶数，(x，y)为待测畸变波前的坐标；所用响应矩阵由N个列向量构成，第m列向量由两个解析式给出，其中，P(x)和P(y)分别表示过探测点(x，y)垂直于坐标轴y和x的直线与光瞳函数P边界的交点，λ为波长，(x′，y′)表示坐标系(x，y)中任意点的坐标，所以无需现场测量。