[发明专利]一种波前信息的检测方法、装置以及系统

权利要求书

1.一种波前信息的检测方法，其特征在于，待测光波依次经过主透镜、微透镜阵列并在感光探测器上成像，其中，所述微透镜阵列位于所述主透镜的焦平面上，所述感光探测器位于所述微透镜阵列的焦平面上；所述检测方法包括：

采集所述待测光波在所述感光探测器上成像的焦面光强分布；

利用四维光场理论和所述焦面光强分布，获得所述待测光波在离焦平面的离焦光强分布；

对所述离焦光强分布进行运算分析，获得所述待测光波的波前信息；

利用四维光场理论和所述焦面光强分布，获得所述待测光波在离焦平面的离焦光强分布，包括：

根据离焦光强分布公式：获得所述离焦平面上随各个成像位置点(x,y)的变化的离焦光强分布I(x,y)，其中，I₀为焦面光强分布，(u,v)为所述微透镜阵列的焦平面上的成像位置点坐标，α为第一间距和第二间距的比值，所述第一间距为所述主透镜所在平面和所述微透镜阵列所在平面之间的间距，所述第二间距为所述主透镜所在平面和所述微透镜阵列的焦平面之间的间距。

2.如权利要求1所述的波前信息的检测方法，其特征在于，利用四维光场理论和所述焦面光强分布，获得所述待测光波在离焦平面的离焦光强分布，包括：

对所述焦面光强分布进行数学再聚焦，获得所述待测光波对应的焦前光强分布和焦后光强分布；

相应地，对所述离焦光强分布进行运算分析，获得所述待测光波的波前信息，包括：

根据波前相位公式：结合所述焦前光强分布和所述焦后光强分布，获得所述波前信息，其中，ρ为空间向量坐标，m和n为空间频率，Δz为所述离焦平面和所述焦平面在光轴方向上的距离，I₁为所述焦前光强分布，I₂为所述焦后光强分布，FFT为傅里叶变换，IFFT为逆傅里叶变换。

3.如权利要求1所述的波前信息的检测方法，其特征在于，所述待测光波以扩散光束的形式入射至所述主透镜；

对所述离焦光强分布进行运算分析，获得所述待测光波的波前信息，包括：

根据所述离焦光强分布，获得所述离焦平面上各个离焦星点像的参量指标，所述参量指标包括周长、椭圆长轴方向、二阶矩、熵以及相关度；

根据所述参量指标获得所述波前信息。

4.如权利要求3所述的波前信息的检测方法，其特征在于，根据所述参量指标获得所述波前信息，包括：

预先采用最小二乘法对离焦星点像的参量指标和波前信息之间的对应关系进行线性拟合，获得参量指标和波前信息之间的拟合关系函数；

根据所述拟合关系函数和所述待测光波对应的离焦星点像的参量指标，确定所述待测光波的波前信息。

5.如权利要求3所述的波前信息的检测方法，其特征在于，根据所述参量指标获得所述波前信息，包括：

根据预先通过神经网络训练获得的离焦星点像的参量指标和波前信息之间的对应关系，结合所述待测光波对应的离焦星点像的参量指标，确定所述待测光波的波前信息。

6.如权利要求1所述的波前信息的检测方法，其特征在于，对所述离焦光强分布进行运算分析，获得所述待测光波的波前信息，包括：

根据预先通过神经网络训练获得的离焦光强分布和波前信息之间的对应关系，结合所述待测光波对应的离焦光强分布，获得所述待测光波的波前信息。