[发明专利]波前成像传感器

权利要求书

1.一种波前成像传感器，包括：

具有孔径的孔径层；

具有表面的光检测器，所述光检测器被配置为接收通过所述孔径的光在所述表面处的光投影，所述光检测器还被配置为基于所接收的光投影分别测量波前的幅度信息和相位信息；以及

在所述孔径层与所述光检测器之间的透明层，所述透明层具有一厚度，所述厚度被设计为将所述光检测器的所述表面定位在接近高菲涅尔数模式中的自聚焦平面处以使所述光投影变窄。

2.根据权利要求1所述的波前成像传感器，其中，所述光检测器通过估测所述光投影的横向位移并且基于所估测的横向位移确定所述相位信息，来测量在所述孔径处的所述波前的所述相位信息。

3.根据权利要求2所述的波前成像传感器，

其中，所述光检测器包括多个光检测元件，每个光检测元件接收信号；以及

其中，所述光检测器通过估测在所述光检测器的所述表面上的所述投影的中心来估测所述光投影的横向位移。

4.根据权利要求1所述的波前成像传感器，其中，所述光检测器通过对所述光投影上的强度信号进行求和，来测量在所述孔径处的所述波前的所述幅度信息。

5.根据权利要求1所述的波前成像传感器，

其中，所述光检测器包括多个光检测元件，每个光检测元件接收信号；以及

其中，所述光检测器通过对由所述光检测元件接收到的所述信号进行求和，来测量在所述孔径处的所述波前的所述幅度信息。

6.根据权利要求1所述的波前成像传感器，还包括通信地耦合到所述光检测器的处理器，所述处理器被配置为基于沿着用户定义的方向所测量的所述波前的相位信息，来产生相位图像。

7.根据权利要求1所述的波前成像传感器，还包括通信地耦合到所述光检测器的处理器，所述处理器被配置为基于沿着所述孔径层的轴所测量的所述波前的相位信息来产生相位图像。

8.根据权利要求1所述的波前成像传感器，还包括通信地耦合到所述光检测器的处理器，所述处理器被配置为基于通过所测量的所述波前的相位信息确定的所述波前的相位梯度向量的幅度来产生相位图像。

9.根据权利要求1所述的波前成像传感器，还包括在所述孔径处的透镜。

10.根据权利要求1所述的波前成像传感器，其中，所述光投影是与所述自聚焦平面相关联的最小光投影。

11.一种波前成像传感器，包括：

具有孔径阵列的孔径层；

具有表面的光检测器，所述光检测器被配置为接收通过所述孔径阵列的光在所述表面处的一个或多个光投影，所述光检测器还被配置为基于所接收的一个或多个光投影来分别测量波前的幅度信息和相位信息；以及

在所述孔径层与所述光检测器之间的透明层，所述透明层具有一厚度，所述厚度被设计为将所述光检测器的所述表面定位在接近高菲涅尔数模式中的自聚焦平面处以使所述一个或多个光投影变窄。

12.根据权利要求11所述的波前成像传感器，其中，所述孔径阵列中的孔径间距紧密。

13.根据权利要求11所述的波前成像传感器，其中，所述光检测器包括光检测元件的多个阵列，其中，光检测元件的每个阵列被分配给孔径。

14.根据权利要求11所述的波前成像传感器，其中，所述光检测器通过对由分配给所述孔径中的一个的光检测元件的阵列接收的强度信号进行求和，来测量在所述孔径中的所述一个处的所述波前的所述幅度信息。

15.根据权利要求2所述的波前成像传感器，其中，所述光检测器被配置为通过估测与所述孔径中的一个对应的光投影的横向位移，来测量在所述孔径中的所述一个处的所述波前的所述相位信息。

16.一种使用波前成像传感器来分别测量波前的幅度和相位梯度的方法，所述波前成像传感器具有孔径层、光检测器和在所述孔径层与所述光检测器之间的透明层，所述方法包括：

接收在所述光检测器的表面处的光投影，所述光投影来自通过所述孔径层的孔径的光，其中，所述表面定位在接近高菲涅尔数模式中的自聚焦平面处，以使所述光投影变窄；

通过估测在所述表面上的所述光投影的中心来估测所述光投影的横向位移；

使用所估测的所述光投影的横向位移来测量在所述孔径处的所述波前的所述相位梯度；以及

通过对由分配给所述孔径的光检测元件接收的强度信号进行求和，来测量在所述孔径处的所述波前的所述幅度。