[发明专利]一种基于动态网格的阵列质心提取方法及变形镜系统

说明书

本发明公开了一种基于动态网格的阵列质心提取方法及变形镜系统，所述方法，包括：调整阵列网格使每个光斑接近对应的子网格的中心；计算每个子网格中的光斑的坐标并输出。本发明通过动态网格提取光斑质心，从而简单、快速、精确地获得激光束波前相位。

技术领域

本发明涉及激光自适应光学应用领域，尤其是一种基于动态网格的阵列质心提取方法及变形镜系统。

背景技术

激光光束质量控制是依靠自适应光学技术来实现的，而目前该技术大都是通过校正激光束像差来实现。故光束像差即波前的实时在线监测是自适应光学系统的关键之一。

目前检测波前大都用H-S波前传感器。激光束通过H-S波前波前传感器后，输出带有阵列光斑的图像，从这些光斑的质心坐标中就能得到光束波前，提取的波前用以计算能驱动变形镜变形的电压。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为解决如何简单、快速、精确地获得激光束波前相位，本发明的目的是提供一种动态网格的阵列质心提取方法即变形镜系统。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于动态网格的阵列质心提取方法，包括：调整阵列网格使每个光斑接近对应的子网格的中心；然后计算每个子网格中的光斑的坐标并输出。

进一步，所述调整阵列网格使每个光斑接近对应的子网格的中心的方法包括：

(1)通过扫描第一个光斑确定阵列网格的初始位置；

(2)计算每个光斑到阵列网格的网格中心的距离的平方和；

(3)将每个光斑到阵列网格中心的距离的平方和的最小值作为阵列网格的调整位置，叠加所述阵列网格的初始位置后，得到阵列网格调整后的最终位置。

进一步，所述通过扫描第一个光斑确定阵列网格的初始位置的方法包括：

(1.1)设阵列网格的左上角为坐标原点(0,0)，在一个h×h的子网格中，从坐标原点开始逐点扫描，获取每次扫描的最大灰度值I_max；

(1.2)判断最大灰度值I_max是否大于等于光斑检测阈值I_T；若最大灰度值I_max小于光斑检测阈值I_T，则该点没有光斑；若最大灰度值I_max大于等于光斑检测阈值I_T，则该点有光斑；

(1.3)将扫描出第一哥光斑时的阵列网格的位置作为阵列网格的初始位置。

进一步，所述计算每个光斑到阵列网格的网格中心的距离的平方和的方法包括：

(2.1)以阵列网格的初始位置为起点，向图像右下方的所有子网格内逐行逐列按像素点扫描，识别出所有子网格的光斑坐标(x_Imax,m，y_Imax,n)；

(2.2)计算每个光斑到阵列网格中心的距离的平方和S_k：

其中，kh×h；(x_m，y_n)为阵列网格的网格中心坐标。

进一步，所述计算每个子网格中的光斑的坐标的方法包括：

(4.1)在每个子网格内计算相对于阵列网格左上角的光斑坐标(x_r，y_r)：

其中，I_i,j为每个像素光强，x_i,j，y_i,j为像素相对于整个网格左上角坐标；