[发明专利]一种自适应光学波前传感器与波前校正器对准误差精密测量方法

摘要

本发明公开了一种自适应光学波前传感器与波前校正器的对准误差精密测量方法，通过对波前校正器的特征驱动器施加电压，利用波前传感器测量光路中的像差变化情况，根据测量的像差变化得到波前校正器的特征驱动器在光路中的位置，从而得到波前校正器的驱动器与波前传感器的对准误差。本发明利用自适应光学系统中的现有条件，无需增加任何额外的设备，实现简单，可以有效地测量波前校正器与波前传感器的对准误差，指导光学系统调整，提高了自适应光学系统的校正能力。

主权项

1.一种自适应光学波前传感器与波前校正器的对准误差精密测量方法，其特征在于：根据波前传感器和波前校正器的设计情况，选取影响区域最广的驱动器作为特征驱动器，然后向特征驱动器施加电压并分别得到相应的波前传感器子孔径斜率或从测量的传递函数矩阵中得到波前传感器的子孔径斜率；根据子孔径斜率采用区域法进行波前复原得到与子孔径排布相对应的复原波面，然后采用采用双三次插值法得到分辨率更高的复原波面，根据每个特征驱动器时间电压后的特征波面采用质心算法得到特征驱动器的位置；以波前波前校正器中心驱动器为坐标零点建立直角坐标系，选取在坐标轴上的特征驱动器，根据选取的特征驱动器计算波前传感器与波前校正器之间的旋转关系，该计算值即为波前传感器与波前校正器失配的旋转误差，然后将特征驱动器的位置进行消旋，消旋后特征驱动器的位置与设计的位置之差即为波前传感器与波前校正器失配的平移误差，该方法包括如下步骤：步骤(1)向特征驱动器施加固定电压，通过波前传感器测量波前斜率；步骤(2)根据波前斜率采用区域法重构波前像差；步骤(3)根据施加电压后像差的变化情况计算波前校正器的驱动器在波前传感器上的位置；步骤(4)通过多个特征驱动器的位置，计算波前校正器与波前传感器的失配情况；所述步骤(1)中的特征驱动器为中心区域的驱动器，驱动器影响的波前传感器上对应的子孔径最多；所述步骤(1)中的波前斜率可以通过向特征驱动器施加固定电压后采集，也可以通过测量传函中得到；所述步骤(2)中重构波前像差采用的是弗雷德模型；所述步骤(3)中计算特征驱动器在波前传感器上的位置时，首先采用区域法重构和波前传感器子孔径行数和列数相对应的波面，然后采用双三次插值法得到较高精度的波面，采用质心算法计算驱动器的位置：其中，W_i为重构后第i点的波像差，x_i为第i点x方向的值、y_i为第i点y方向的值；所述步骤(4)中计算波前校正器与波前传感器的失配情况时选取的特征驱动器时以波前校正器的中心驱动器为中心建立直角坐标系，选取在坐标轴上、对称并影响区域最广的的驱动器；所述步骤(4)中计算波前校正器与波前传感器的失配情况时首先计算驱动器的旋转情况，然后消除旋转后计算驱动器的X和Y方向的平移情况。