[发明专利]提高液晶波前校正器响应速度的过渡灰度级驱动方法

摘要

本发明属于自适应光学领域，是提高液晶波前校正器响应速度的过渡灰度级驱动方法，其特征是使液晶波前校正器的位相调制量为1.2～1.6个波长，针对像素上任意一组初始位相和目标位相，设置一个比二者差值更大的过渡位相的灰度级，以利用液晶在位相响应的前阶段速度快的特点，迅速到达目标位相对应的位置，此时刻再对其施加目标位相所对应的灰度级以保持目标位相值。本发明的关键就是对液晶波前校正器过渡灰度级矩阵GT的测量，根据GT实时求解初始灰度图和目标灰度图对应的过渡灰度图，使液晶波前校正器在过渡灰度级驱动下迅速响应到位，再施加目标灰度图，稳定波前；随即可进行下一周期的驱动。

主权项

提高液晶波前校正器响应速度的过渡灰度级驱动方法，其特征是：将液晶波前校正器1λ的位相调制量扩展到1.2λ～1.6λ，λ代表中心校正波长；将位相调制量线性划分为M个灰度级，即1、2、3、……K、……、M，灰度级均为整数。灰度级1称为g1，对应最高位相，其数值在1.2λ～1.6λ之间，灰度级K称为gK，对应位相1λ，灰度级M为最大灰度级称为gM，对应位相0，灰度级[K，M]区间对应1λ的位相调制量。确定液晶波前校正器的响应时间Tr：在液晶波前校正器的所有像素上施加最大灰度级gM，待其响应完成后再变换到最小灰度级g1，位相调制量从0不断增加到1.2λ～1.6λ之间的最高位相，测得液晶波前校正器的回落响应曲线；从响应曲线上截取前1λ位相调制量所对应的灰度级区间、即从gM到gK的回落时间作为液晶波前校正器的响应时间Tr。测量过渡灰度级T的方法：在液晶波前校正器的所有像素上施加初始灰度级m，共同的目标灰度级为k，m和k为灰度级[K，M]区间任意两个灰度级；以响应时间Tr为限定条件，选择过渡灰度级T，满足|T‑m|＞|k‑m|，同时在gT(m，k)的过压驱动下，使液晶波前校正器在Tr时间内从gm响应到gk所对应的位相位置，即刻施加gk使位相稳定在gk所对应的位相位置；继续以响应时间Tr为限定条件，对应灰度级[M，K]区间所有初始灰度级、和与这些初始灰度级组合的目标灰度级，测得(M‑K+1)×(M‑K+1)个过渡灰度级gT(m，k)，使灰度级[M，K]区间所有灰度级间的响应时间都一致化地缩短为Tr，将这些gT(m，k)值排列起来建立起(M‑K+1)×(M‑K+1)的过渡灰度级矩阵GT： G T = g M g T ( M , M - 1 ) L g T ( M , K ) g T ( M - 1 , M ) g M - 1 O M M O g K + 1 g T ( K + 1 , K ) g T ( K , M ) L g T ( K , K + 1 ) g K 其中对角线上的矩阵元是灰度级自身，表明相同灰度级之间没有过渡灰度级，gT(M，M‑1)代表从初始灰度级M变换到目标灰度级M‑1的过渡灰度级；每一行初始灰度级不变目标灰度级逐一降低，每一列目标灰度级不变初始灰度级逐一降低。液晶波前校正器上N×N个像素都有其相应的过渡灰度级，N是[1，256]内 的整数，N×N个过渡灰度级的集合构成过渡灰度图GT(j)，j为像素的序号，j＝1、2、3......N2。液晶波前校正器的过渡灰度级驱动过程为：依据已知的初始灰度图Gm(j)和目标灰度图Gk(j)，在测得的过渡灰度级矩阵GT中查找出每个像素上的过渡灰度级，得出过渡灰度图GT(j)；先给液晶波前校正器发送过渡灰度图GT(j)，信号传输时间为ts，且有ts＜Tr；当过渡灰度图GT(j)的施加时间达到Tr‑ts时，再给液晶波前校正器发送目标灰度图Gk(j)，经过ts时间Gk(j)信号传输完成，液晶波前校正器上N×N个像素都同时达到各自的目标位相，然后在目标灰度图Gk(j)使波前位相稳定，完成一次“过渡灰度图→Tr时间延迟→目标灰度图”的周期驱动程序。