[发明专利]一种基于差分光学的相位差法波前测量成像装置

摘要

一种基于差分光学的相位差法波前测量成像装置，由光束匹配系统、成像透镜、分光镜、反射镜、带有小孔的反射镜、平移机构和光电探测器CCD组成，其特征在于所述的差分光学系统：可通过一个光电探测器同时获得同一目标的焦面图像和离焦面图像；不损失待成像目标的光强能量；离焦面可获得从零逐渐增大的连续可调离焦量；焦面和离焦面图像在光电探测器CCD靶面中的位置能任意调整。相对于目前用于相位差法的各种成像技术，本发明结构简单稳定，可通过一个光电探测器同时获得焦面和离焦面两幅图像，能灵活调整用于相位差法的各项参数，并且能实现最大光能利用，为相位差法波前测量技术在实际工程，尤其是弱光条件下的运用奠定基础。

主权项

1.一种基于差分光学的相位差法波前测量成像装置，其特征在于包括光束匹配系统(1)、成像透镜(2)、分光镜(3)、第一反射镜(4)、带有小孔的反射镜(5)、第二反射镜(6)、光电探测器CCD(7)、第一平移机构(8)和第二平移机构(9)；其中第一反射镜(4)放置于第一平移机构(8)上，光电探测器CCD(7)放置于第二平移机构(9)上；待成像目标发出的光波经光束匹配系统(1)缩放，得到与成像透镜(2)口径相匹配的光束，再经过成像透镜(2)得到汇聚光束，然后送至分光镜(3)；分光镜(3)将光波分为两束，其中一束光作为焦面光束经第二反射镜(6)反射，并透过带有小孔的反射镜(5)中的小孔到达光电探测器CCD(7)；另外一束光作为离焦面光束分别经第一反射镜(4)和带有小孔的反射镜(5)反射到光电探测器CCD(7)；利用第二平移机构(9)改变光电探测器CCD(7)的前后位置，使光电探测器CCD(7)位于焦面光束的焦面；利用第二平移机构(9)改变光电探测器CCD(7)的上下、左右位置，调整焦面光束在光电探测器CCD(7)靶面的指定位置；在确定光电探测器CCD(7)的位置后，通过第一平移机构(8)改变第一反射镜(4)的前后位置，调整焦面光束和离焦面光束之间的光程差，从而产生从零逐渐增大的离焦面图像，离焦面图像对应的离焦波面可采用下述公式计算：式中，F为成像装置焦距，D为成像装置口径，λ为入射光波波长，x，y∈[-1，1]为波面函数归一化坐标，Δd为焦面光束和离焦面光束之间的光程差，其测量公式计算为：Δd＝a-b                          (2)式中，a和b分别为光电探测器CCD分别位于焦面光束和离焦面光束的焦面时对应的位置。